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采用铋酸盐玻璃钎料分别进行钛酸镁同种陶瓷连接实验和YIG铁氧体同种陶瓷连接实验,改变连接过程中的连接温度和保温时间,分析铋酸盐玻璃钎料在连接中的界面反应机理。在此基础上进行钛酸镁陶瓷与YIG铁氧体异种陶瓷连接实验。分析铋酸盐玻璃钎料连接钛酸镁陶瓷/YIG铁氧体连接工艺及机理,测试钛酸镁陶瓷与YIG铁氧体连接接头剪切强度,分析界面反应产物对接头剪切强度的影响。对比两种成分配比的玻璃钎料形成连接接头的剪切强度,得到能够形成钛酸镁陶瓷与YIG铁氧体陶瓷高强度连接接头的铋酸盐玻璃钎料成分配方。 铋酸盐玻璃钎料中B2O3和SiO2含量越高,其玻璃转化温度和玻璃软化点越高,在钛酸镁陶瓷表面和YIG铁氧体表面铺展过程中的黏度下降越慢,实现良好润湿所需要的温度越高。在润湿试验中,B2O3和SiO2含量较低的铋酸盐玻璃钎料在660℃左右润湿角达到10°以下,而B2O3和SiO2含量较高的铋酸盐玻璃钎料在731℃左右润湿角达到10°以下。 铋酸盐玻璃钎料在连接温度下对钛酸镁陶瓷和YIG铁氧体表面润湿,溶解破坏母材陶瓷表面的化学键,就钛酸镁陶瓷而言,铋酸盐玻璃钎料溶解陶瓷表面过程中破坏O-Ti离子键,Ti4+被溶解掉进入到玻璃钎料中与ZnO和Bi2O3反应,生成界面反应产物钛酸铋和Zn2TiO4物相,其中钛酸铋有Bi12TiO12和Bi2Ti2O7两种结构,失去Ti4+的钛酸镁变为MgO相。铋酸盐玻璃钎料同样溶解YIG铁氧体的化学键,破坏YIG铁氧体表面的O-Y离子键和O-Fe离子键,被溶解掉的Y4+和Fe3+进入玻璃钎料中与ZnO和Bi2O3反应,生成BiYO3、ZnFe2O4和Y2O3,失去Y4+和Fe3+的YIG铁氧体变为Fe2O3相。 设计铋酸盐玻璃钎料的成分配比可以调节其线膨胀系数,当铋酸盐玻璃钎料的线膨胀系数介于钛酸镁陶瓷和YIG铁氧体之间,可以形成无裂纹缺陷的接头,当铋酸盐玻璃钎料的线膨胀系数高于两种母材时,容易在连接接头中出现裂纹,降低剪切强度,无裂纹缺陷的钛酸镁陶瓷/YIG铁氧体接头剪切强度可达50MPa,有裂纹缺陷的钛酸镁陶瓷/YIG铁氧体接头剪切强度只有10MPa左右。