氮化硅陶瓷具有优良的高温力学性能,是很有发展前途的结构陶瓷材料,研究氮化硅陶瓷的连接具有十分重要的理论和实用价值.该文利用Cu-Zn-Ti和Cu-Pd-Ti两种钎料来钎焊连接氮化硅陶瓷,揭示了Si<,3>N<,4>陶瓷与钎料之间的界面反应机理,并对接头微观组织与接头力学性能之间的关系进行了深入研究.首次使用Cu-Zn-Ti活性钎料连接Si<,3>N<,4>陶瓷,所连接接头的组织和性能受连接工艺规范和钎料成分的影响.当连接温度较低或时间较短时,由于界面反应不充分,难以获得性能良好的接头.而当连接温度过高或保温时间过长,又由于界面反应层过厚产生残余应力,对连接性能带来不利影响.在该研究的范围内,钎料中Ti的含量增加,对接头性能的提高有利.当钎料成分为(CuZn)85Til5,焊接规范为1223K/0.9ks时,接头平均剪切强度为265MPa.使用Cu-Pd-Ti钎料连接Si<,3>N<,4>/Si<,3>N<,4>陶瓷,连接接头的组织和性能随连接规范及钎料成分而变化.接头的机械性能随着连接温度提高或连接时间延长而降低,而随着钎料中Ti含量的增加而提高.当钎料成分为Cu71.6Pd8.5Ti20,在1423 K连接1.8 ks,接头的最高剪切强度达到180MPa.通过测量接头的高温强度,证明使用Cu-Pd-Ti钎料所连接的接头表现出较好的耐高温能力.阐明了Si3N4陶瓷使用不同钎料连接的连接机理,建立了界面结构模型.通过Cu-Zn-Ti钎料和Si<,3>N<,4>陶瓷之间界面反应的动力学方程,推导出动力学参数的求解方法和数值.结果表明,使用Cu-Zn-Ti钎料连接Si3N4陶瓷,界面反应层成长的表观活化能为201.69kJ/mol.由此推断,在界面反应层形成的初期阶段,反应层的形成由Ti在液态钎料合金中扩散所控制.当反应层达到一定的厚度之后,界面反应层的生长受N在TiN中的扩散所控制.