第３６卷第５期 硅 酸 盐 通 报 Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．５ ２０１７年５月 ＢＵＬＬＥＴＩＮＯＦＴＨＥＣＨＩＮＥＳＥＣＥＲＡＭＩＣＳＯＣＩＥＴＹ Ｍａｙ，２０１７
陶瓷与金属的连接方法
肖 杰，张贞贞，沈 伟，张瑞勇，任 卫
（钢铁研究总院，北京 １０００８１）
摘要：特种陶瓷作为一种新兴的结构材料，具有耐腐蚀、高硬度、耐高温等特点。如何实现陶瓷与金属的可靠连接是发挥陶瓷材料作用的关键。从原子结构和物理化学匹配性两个方面分析了陶瓷与金属连接的特点，并介绍了常用的陶瓷与金属的连接方法，包括钎焊、固相扩散连接法、过渡液相连接法、反应成形连接法和自蔓延高温合成连接法等，重点介绍了他们的原理、特点、适用范围。在此基础上对陶瓷与金属的连接方法进行了综述和展望。
关键词：特种陶瓷；钎焊；固相扩散连接
中图分类号：ＴＧ４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－１６２５（２０１７）０５－１６２３－０５
ＢｏｎｄｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆＣｅｒａｍｉｃｓｔｏＭｅｔａｌｓ
ＸＩＡＯＪｉｅ，ＺＨＡＮＧＺｈｅｎ－ｚｈｅｎ，ＳＨＥＮＷｅｉ，ＺＨＡＮＧＲｕｉ－ｙｏｎｇ，ＲＥＮＷｅｉ
（ＣｅｎｔｒａｌＴｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
作者简介：肖 杰（１９９０－），男，硕士研究生．主要从事功能陶瓷及应用研究．
通讯作者：任 卫，教授级高工．Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｐｅｃｉａｌｃｅｒａｍｉｃｓ，ａｓａｋｉｎｄｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｅｔｅｒｉａｌ，ｈａｖｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｆａｃｔｏｒｔｈａｔｌｅｔｓｓｐｅｃｉａｌｃｅｒａｍｉｃｓｃａｎｆｕｌｌｙｄｉｓｐｌａｙｍａｔｅｒｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｃｅｒａｍｉｃｓｔｏｍｅｔａｌｓ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｅｏｆｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｏｆｃｅｒａｍｉｃｓｔｏｍｅｔａｌｓｆｒｏｍａｔｏｍｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｍａｔｃｈｅｓａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｉｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎｕｍｂｅｒｏｆａｖａｉｌａｂｌｅｂｏｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｒａｚｉｎｇ，ｓｏｌｉｄ－ｐｈａｓｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｉｎｇ，ｔｒａｎｓｉｅｎｔｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｂｏｎｄｉｎｇ，ｒｅａｃｔｉｏｎｆｏｒｍｉｎｇａｎｄｓｅｌｆ－ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｅｍｐｈａｓｅｓｗｅｒｅｐｌａｃｅｄｏｎｔｈｅｉｒｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ，ｌａｔｅｓｔｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｈｅｎｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｂｏｎｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｃｅｒａｍｉｃｓｔｏｍｅｔａｌｓｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄａｎｄｔｈｅｐｏｓｓｉｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｗａｓｐｒｅｄｉｃａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｐｅｃｉａｌｃｅｒａｍｉｃ；ｂｒａｚｅ；ｓｏｌｉｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇ
１ 引 言
特种陶瓷作为一种新兴的结构材料，具有耐高温、高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等性能特点［１］
。特种陶瓷在航空航天发动机、装甲防护、导弹外壳等军用领用都起到了重要的作用。同时在多晶硅、核电站等领域有着更大的市场潜力。但是由于陶瓷加工性能差、抗冲击能力弱，加工制造大尺寸复杂零件困难，难以单独作为结构部件来使用，通常需要和金属连接在一起，组成陶瓷和金属复合材料来使用。由于陶瓷与金属的原子结构不同，物理和化学性能不匹配，复合连接存在着一定的困难，所以如何实现陶瓷与金属的可靠连接
成为了发挥陶瓷材料高性能的关键所在［２］。２ 陶瓷与金属连接的特点
金属和陶瓷材料的原子结构不同，陶瓷材料主要由离子键和共价键组成，大部分陶瓷的导电性能很差或万方数据