渡层，所获的钎焊接头具有高的强度和高的韧性。
【附图说明】
[0026]图1是本发明所得到的A1N陶瓷表面两种多层结构的A1合金涂层示意图。
[0027]图2是实施例1中A1对A1N陶瓷直接钎焊接头的扫描电子显微镜照片，。
[0028]图3是实施例2中Al-Cu合金对A1N陶瓷直接钎焊接头的扫描电子显微镜照片。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0030]A1或A1合金对A1N陶瓷直接钎焊方法的实施过程如下:
[0031 ] 1.将A1N陶瓷的待钎焊面进行抛光处理，以降低其表面粗糙度；
[0032]2.采用真空蒸发镀膜，溅射镀膜，以及离子镀膜等物理气相沉积镀膜的方法在A1N陶瓷的待钎焊表面镀覆作为钎料的纯A1或A1合金单层涂层，或由合金元素层和A1层组成的多层结构涂层，涂层的总厚度为300nm?40μπι，多层结构涂层如图1所示，图中1是Α1Ν陶瓷基底，2是Α1底层，3是Α1涂层，4是合金元素涂层；图1 (a)中，合金元素层镀覆在A1层的表面;图1(b)中，是以多层合金元素层的形式将它们插入到A1层之中形成多层结构的涂层；
[0033]3.将两陶瓷以涂层面相对放置并施加压紧力后装入真空炉，对真空炉腔抽真空至气压低于10—中&，并在随后的加热时保持气压不高于此值；
[0034]4.进行真空加热钎焊，钎焊温度为纯A1或所采用的A1合金钎料的熔化温度至这一温度以上80°C的范围，加热至钎焊温度并保温10分钟后随炉冷却。
[0035]以下结合本发明的内容提供实施实例:
[0036]将A1N陶瓷片(30 X 30 X 0.8mm)的一平面进行抛光并清洗，采用磁控溅射方法在抛光的陶瓷面上镀覆纯A1或Al-Cu合金涂层，将两镀覆了涂层的陶瓷片以涂层面相对紧贴并平放置于真空炉中，在相贴的陶瓷片上放置一合适重量的陶瓷块施加小的压力以保证钎焊面的涂层相互贴紧，将真空炉腔抽至气压低于IX 10—4a后进行加热钎焊，钎焊时加热的温度为680°C并保温10分钟后随炉冷却取出。
[0037]实施例1
[0038]在A1N陶瓷面上镀覆纯A1涂层，厚度为7μπι，真空钎焊的加热温度为670°C并保温10分钟。由此涂层钎焊后获得的接头剪切强度为104MPa。钎焊接头剪切强度采用国家标准GB11363-89《钎焊接头强度试验方法》进行测定，下同。
[0039]实施例2
[0040]在A1N陶瓷面上镀覆Al-Cu涂层，涂层的结构为先镀覆厚度为7μπι的A1层，再在其表面镀覆厚度为200nm的Cu层，由此双层涂层熔化可获得Al_3.8at.%Cu的合金钎料，真空钎焊的加热温度为670°C并保温10分钟。钎焊后得到的接头剪切强度为165MPa。
[0041 ] 实施例3
[0042]在A1N陶瓷面上镀覆Al-Cu涂层，涂层的结构为先镀覆lOOnm厚的A1底层，接着镀覆厚度为500nm的Cu层，由此多层涂层熔化可获得Al_9.4at.%Cu的合金钎料，在Cu层表面镀覆厚度为7μπι的A1层，真空钎焊的加热温度为670°C并保温10分钟。钎焊后得到的接头剪切强度为95MPa。
[0043]实施例4
[0044]在A1N陶瓷面上镀覆Al-Ge涂层，涂层的结构为先镀覆lOOnm厚的A1底层，接着镀覆厚度为2.4μπι的Ge层，在Ge层表面镀覆厚度为7μπι的A1层，由此多层涂层熔化可获得Α1-20.0at.%Ge的合金钎料，真空钎焊的加热温度为510°C并保温10分钟。钎焊后得到的接头剪切强度为48MPa。
[0045]采用Hitachi S_3400n扫描电子显微镜(SEM)，分别对实施例1和2进行检测并拍摄电镜照片。如图2和3所示，图中1是A1N陶瓷层、2是纯A1钎缝层、3是Al-3.8at.%Cu合金钎缝层。
[0046]由图2、3可见，各接头的钎缝均与陶瓷形成了良好的冶金结合，钎缝为致密饱满的铸态组织并少有未焊透和气孔等钎焊缺陷。钎缝与A1N形成无任何过渡层的直接连接界面。
【主权项】
1.一种采用铝或铝合金对氮化铝陶瓷进行直接钎焊的方法，其特征在于，包括如下步骤:通过物理气相沉积镀膜的方法在A1N陶瓷的待钎焊表面镀覆作为钎料的纯A1或A1合金涂层，然后将两陶瓷以涂层面相对紧贴放置并施加压紧力后进行真空加热钎焊，得到由A1或A1合金直接钎焊A1N陶瓷的钎焊接头。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理气相沉积镀膜为真空蒸发镀膜，溅射镀膜或离子镀膜。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在镀覆A1或A1合金涂层前，先将A1N陶瓷的待钎焊面进行抛光处理。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，纯A1或A1合金涂层的厚度范围为300nm?40μmD5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在涂层镀覆时，首先在A1N陶瓷表面镀覆厚度不小于lOOnm的纯A1底层，然后继续镀覆纯A1或A1合金涂层。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A1合金涂层可采用A1合金单层涂层，也可采用由合金元素层和A1层组成的多层涂层。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多层涂层中，合金元素层可以镀覆在A1层的表面，也可以一层或多层合金元素层的形式将它们插入到A1层之中形成多层结构的涂层。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述41合金涂层，可以是41分别与0!，附，51，Ge组成的二元合金，或者是由A1和上述合金元素或再加入其他元素组成的三元或多元合金。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述A1合金涂层中除A1以外，Cu的含量<15at.%，Ni的含量< 10at.%，Si的含量< 12at.%，Ge的含量< 20at.%，其他元素的含量<lat.% ο10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空加热钎焊时的气压为低于10—4a，加热温度为纯A1或所采用的A1合金钎料的熔化温度至高于这一温度80°C的范围。
【专利摘要】本发明提供一种采用铝或铝合金对氮化铝陶瓷进行直接钎焊的方法，包括如下步骤：通过物理气相沉积镀膜的方法在AlN陶瓷的待钎焊表面镀覆作为钎料的纯Al或Al合金涂层，然后将两陶瓷以涂层面相对紧贴放置并施加压紧力后进行真空加热钎焊，得到由Al或Al合金直接钎焊AlN陶瓷的钎焊接头。本发明采用Al或Al合金对AlN陶瓷直接钎焊，避免了已有钎焊方法需对陶瓷进行金属化而在钎缝和陶瓷间产生过渡层的不足，获得具有高强度和高韧性的钎焊接头；本方法可在较低的真空度下进行钎焊，并且在大面积的平面钎焊接头中获得很高的钎透率，可作为连接技术用于AlN陶瓷的加工和制造。
【IPC分类】C04B37/00
【公开号】CN105418132
【申请号】CN201610008279
【发明人】尚海龙, 赵博文, 陈凡, 齐进艳, 石恺成, 李戈扬, 李荣斌, 王颖
【申请人】上海电机学院
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2016年1月7日