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多孔Si3N4陶瓷（p-Si3N4）因其同时具有良好的力学性能和高透波性、低介电常数等性能而作为透波材料广泛应用于制备雷达天线罩。在工程应用的装配过程中雷达天线罩体材料需要与作为连接环材料的TiAl基合金（TiAl）实现有效连接。在目前陶瓷和金属材料的连接方法之中,钎焊是最有效的常用方法之一,虽然致密Si3N4陶瓷与TiAl基合金的钎焊连接技术已较为成熟,但由于p-Si3N4陶瓷特殊的多孔微结构特性将会对钎焊接头的界面显微结构和力学性能产生显著的影响。因此为了实现p-Si3N4陶瓷和TiAl基合金的有效连接,本文主要对TiAl/p-Si3N4钎焊接头显微组织结构和力学性能之间的关系进行研究。首先,为了阐明AgCuTi钎料在p-Si3N4陶瓷界面的铺展润湿行为机理,本文中采用不同Ti含量（2 wt.%,4 wt.%,6 wt.%,8 wt.%）的AgCuTi钎料在880℃下在p-Si3N4陶瓷表面进行润湿试验。通过分析钎料在p-Si3N4陶瓷表面润湿角随时间的变化和润湿平衡后的润湿界面显微组织结构发现:AgCuTi钎料在p-Si3N4陶瓷表面润湿性良好,润湿界面处有液态AgCuTi钎料渗入p-Si3N4陶瓷母材孔洞中形成的渗入层组织,当Ti含量为4 wt.%时,AgCuTi在p-Si3N4陶瓷界面形成的润湿角最小。AgCuTi钎料在p-Si3N4陶瓷表面的润湿行为是钎料先通过界面反应渗入多孔陶瓷后再进行陶瓷表面的铺展的过程。考虑到p-Si3N4陶瓷与TiAl基合金钎焊连接的过程中,TiAl基合金中的Ti元素会溶解进液态钎料中参与界面反应,因此本文中从AgCu共晶钎料为出发点,探讨了钎焊温度、钎焊保温时间以及Ti含量对TiAl/p-Si3N4钎焊接头界面显微组织结构和力学性能的影响。当钎料中Ti含量为2 wt.%,在880℃保温15 min钎焊TiAl/p-Si3N4时,接头达得最高抗剪强度。研究发现p-Si3N4陶瓷侧渗入层与陶瓷基体之间有显微裂纹形成不利于钎焊接头的力学性能。为了抑制陶瓷侧的界面反应从而阻碍多孔陶瓷中渗入层的形成,在AgCu-2 wt.%Ti钎料中添加纳米Si3N4颗粒制备成纳米增强复合钎料（AgCuTi+nano-Si3N4）,但由于复合钎料不能有效阻碍渗入层的形成,且钎料在多孔陶瓷的润湿性较差,使得接头内有大量孔洞形成,损害接头性能,不适用于TiAl/p-Si3N4钎焊体系。为了优化钎焊接头的界面组织结构和力学性能,需对p-Si3N4陶瓷表面进行加工和修饰,本文采用了两种陶瓷表面改性的工艺方法:p-Si3N4陶瓷表面金属化（c-p-Si3N4）和p-Si3N4陶瓷表面致密化（d-p-Si3N4）。并对通过两种工艺优化方法得到的钎焊接头界面显微组织结构和力学性能的影响进行了研究。在p-Si3N4陶瓷表面以激光熔覆的方式制备的金属层可以形成由细密的Ti5Si3、Ti2Cu、AlCuTi颗粒组成的均匀的显微组织,可以有效的阻碍液态钎料向p-Si3N4陶瓷的渗入,钎焊接头的平均抗剪强度比用AgCuTi钎料直接钎焊TiAl基合金和p-Si3N4陶瓷提高了约25%。d-p-Si3N4陶瓷表面的致密化层主要是由Y-Al-Si-O玻璃相填充进多孔陶瓷的孔洞中形成的,表面致密化的p-Si3N4陶瓷和TiAl基合金的钎焊接头中没有缺陷且p-Si3N4陶瓷侧没有渗入层形成,钎料在致密化层界面上通过活性Ti元素与Si3N4和Y-Al-Si-O玻璃相反应形成了连续的TiCu4+TiN+TiO反应层。钎焊接头的平均抗剪强度比用AgCuTi钎料直接钎焊TiAl基合金和p-Si3N4陶瓷提高了约66%。对比两种陶瓷表面改性方法发现,多孔陶瓷表面致密化是最适用于TiAl/p-Si3N4钎焊接头的工艺方法。为了分析TiAl/AgCuTi/p-Si3N4和TiAl/AgCuTi/d-p-Si3N4钎焊接头的力学性能和接头强化机理。首先采用同步辐射X射线衍射对两种钎焊接头的残余应力进行表征,发现致密层的引入将钎焊接头陶瓷侧的残余应力降低了21%。对钎焊接头在三点弯曲过程中采用X射线断层扫描技术进行原位信息采集,并应用数字体图像相关方法计算钎焊接头在受力过程中的三维体位移场,计算结果说明钎焊接头在受力过程中主位移方向为垂直于钎缝方向。将位移场矩阵作为边界条件导入两种钎焊接头的有限元模型中,对钎焊接头在受力过程中的应力场和应变能量密度场进行计算,研究发现TiAl/AgCuTi/p-Si3N4钎焊接头的应力和应变主要集中在渗入层组织和p-Si3N4陶瓷界面处,而TiAl/AgCuTi/d-p-Si3N4钎焊接头的应力和应变能集中在钎缝金属层和致密层的界面处。TiAl/AgCuTi/d-p-Si3N4钎焊接头的临界应力值和应变能释放率分别比TiAl/AgCuTi/p-Si3N4钎焊接头提高了约46%和50%左右。