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2.3.12 钎焊
钎焊是焊接陶瓷常用的方法,陶瓷的钎焊以钎料在陶瓷表面能够润湿为前提,但是一般来说陶瓷很难为钎料所润湿。可以采用以下两种方法促使钎料在陶瓷表面能够润湿。一是先使陶瓷表面金属化,然后再使用钎料进行钎焊,称为间接钎焊,实际上它是熔化的钎料与陶瓷表面的金属接触,是在钎料与陶瓷表面的金属之间进行钎焊,所以比较容易实现。这种方法不仅可以改善非活性钎料对陶瓷的润湿性,还可以保护在高温钎焊时陶瓷材料不会发生分解和产生空洞。二是采用活性钎料进行钎焊,称为直接钎焊。它是在钎料中加入活性金属元素在陶瓷表面产生渗透、扩散和反应而改变陶瓷的表面状态,从而增大陶瓷与钎料的相容性,形成可润湿的表面。
使陶瓷表面金属化的方法已如上述。采用活性钎料的直接钎焊,重要的是选用合理的钎料,正确地说是合理使用活性元素。这些活性元素主要是Ti、Zr、V和Cr等。在钎焊过程中,这些活性元素会与陶瓷发生化学反应形成反应层。一方面反应层中的反应物与金属(钎料)具有相同或者相似的结构,能够被液态金属(钎料)所润湿;另一方面,界面反应物在金属(钎料)与陶瓷之间形成了化学键,实现了金属(钎料)与陶瓷之间的冶金结合。表2-24和表2-25分别给出了陶瓷焊接常用的钎料及高温活化钎料,表2-26为一些陶瓷真空活性钎焊适用的钎料和工艺参数。
表2-24 陶瓷焊接常用的钎料
表2-25 陶瓷钎焊常用的高温活化钎料
(续)
表2-26 一些陶瓷真空活性钎焊适用的钎料和工艺参数