浅谈真空炉中陶瓷—金属封接工艺

简述陶瓷材料与金属材料的连接工艺
特种陶瓷材料虽然具有优异的绝缘(大部分陶瓷)、耐高温、抗腐蚀性能及耐磨性能，但其脆性大，加工性能很差难以制备出大型或者是形状复杂的结构件。

金属材料具有优良的室温强度、韧性、导电性和导热性，与陶瓷材料在性能上形成了一种明显的互补关系。

使用连接技术将两种材料可靠的结合起来，就可以充分利用各自的优良性能，制造出满足要求的复杂构件。

 贴片式陶瓷气体放电三极管--电源保护、信号保护等
 一、陶瓷与金属连接的特点与难点
 但由于陶瓷材料与金属材料化学键结构根本不同，加上陶瓷本身特殊的物理化学性能，因此无论是与金属连接还是陶瓷自身的连接都存在不少的难题。

 其主要体现在如下两个问题，其一：陶瓷材料主要由离子键和共价键组成，金属材料则主要是由金属键构成，二者几乎不浸润，因此需要考虑陶瓷与金属材料的润湿性问题，其二：两者的线膨胀系数一般相差较大，当采用热封或者机械连接时，陶瓷与金属的接头处会有较大的应力残留，削弱接头的力学性能甚至使接头受到破坏开裂，因此需考虑结头处的热应力缓解问题。

 二、陶瓷与金属的连接方法
 随着陶瓷材料的发展，人们也不断的探索可靠的陶瓷与金属的连接方法来提高先进陶瓷材料的应用范围，下文将为大家简单介绍一些的陶瓷与金属的连接技术。

陶瓷与金属的焊接技术王仲礼山东济南山东轻工业学院(250100) 摘要 陶瓷与金属的焊接是扩大陶瓷应用领域的关键技术之一。

本文介绍了陶瓷与金属焊接的技术方法及其最新进展,阐述了陶瓷与金属焊接技术的应用前景。

关键词 陶瓷　金属　焊接技术 近几年发展起来的高性能陶瓷具有金属材料无法比拟的耐热、耐腐蚀、耐磨等优良性能,其应用范围日益扩大。

但陶瓷的塑性较差,难以制作复杂结构件,且冷加工困难。

因此,在许多场合下,陶瓷材料不能单独使用,而是同其它类型的材料(如金属材料)组合在一起,以连接体的形式使用,更好地发挥陶瓷作为结构材料及电绝缘材料的优越性能。

为此,提供牢固而可靠的连接技术是十分必要的,这一领域已成为当今世界各国研究的热点课题。

大部分陶瓷性脆质硬,熔点比金属的高,其线膨胀系数与金属的相差较大,使焊后接头中的残余应力很高。

加之陶瓷与金属的相容性差,因此金属与陶瓷的焊接性很差,用电弧焊或电阻焊不能获得满意的焊接接头,粘接和机械连接的应用范围也很小,生产中通常采用钎焊和扩散焊。

随着研究的不断深入,又出现了许多新方法。

1　工业上陶瓷与金属焊接的方法111　钎焊钎焊可分为两步法钎焊和一步法钎焊。

两步法是先在陶瓷表面预金属化,然后再进行钎焊,关键是陶瓷表面的预金属化,目前有如下方法:(1)M n 2M o 法。

将M nO 2与M o 的粉末(颗粒大小约1～2Λm )用粘接剂粘到陶瓷表面,随后在1000～1800℃的氮或氢气氛中烧结,在表面形成玻璃相,并且部分金属氧化物得到还原,产生金属表面层。

然后在预金属化的表面涂一层金属(一般涂镍)。

(2)使用活性金属及难熔金属盐,将金属盐如碳酸银等涂在陶瓷表面,最终还原成金属。

(3)PVD 法。

通常在真空中于陶瓷表面镀上一层钛,再用银铜钎料(如A g 230Cu 210Sn )将镀钛的陶瓷与金属钎焊起来。

这种方法也称为活化基材法(A SP 法)。

(4)CVD 法。

使用化学方法在陶瓷表面沉积一层钛,然后用银铜钎料将镀钛的陶瓷与金属钎焊起来,这也是A SP 法的一种。

陶瓷金属真空钎焊陶瓷金属真空钎焊是一种重要的金属连接技术，它可以广泛应用于航空航天、能源、电子、医疗等领域。

本文将从材料选择、工艺流程、设备要求和注意事项等方面介绍陶瓷金属真空钎焊的基本原理和关键技术。

首先，选择合适的材料至关重要。

在陶瓷金属真空钎焊中，陶瓷和金属是主要的材料。

陶瓷一般选用高温稳定、热膨胀系数匹配良好的陶瓷材料，如氧化铝、氮化硅等。

金属材料则需选择与陶瓷具有良好的相容性和蠕变性，如钼、铜、钛等。

其次，根据实际需要确定工艺流程。

陶瓷金属真空钎焊主要包括四个步骤：清洗、贴片、高温加热和冷却。

首先，需要对待连接的陶瓷和金属进行表面清洗，以去除杂质和氧化层。

然后，将金属贴片置于陶瓷表面，注意要保证贴片的平整和紧密贴合。

接下来，将工件放入真空炉中，在高温下进行钎焊，使陶瓷和金属之间发生扩散反应，形成稳定的连接。

最后，在真空环境中冷却工件，并进行进一步的加工和检测。

第三，在设备选型时需考虑以下几个方面。

首先是真空炉的选择，要求具备良好的密封性能和温度控制能力。

其次是加热方式，常用的有电阻加热、电子束加热和激光加热等，需根据具体情况选择。

此外，还需要考虑支撑装置、固定装置和真空度测试仪等辅助设备的选配。

最后，钎焊过程中需要注意以下几点。

首先是表面处理，要保证连接面的平整度和清洁度，以提高连接质量。

其次是温度控制，要根据材料的熔点和热膨胀系数进行合理控制，避免产生应力和变形。

此外，还要注意钎料的选择和涂布方式，以确保钎焊接头有足够的强度和密封性。

综上所述，陶瓷金属真空钎焊是一项复杂而重要的技术，其成功与否关系到连接件的质量和性能。

在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的材料，合理设计工艺流程，选配适当的设备，并严格控制每个环节，才能保证钎焊连接的可靠性和稳定性。

希望本文对读者在陶瓷金属真空钎焊领域有所启发和指导。

陶瓷与金属的连接技术1. 引言陶瓷和金属是两种不同性质的材料，它们在物理、化学和力学特性上存在明显差异。

由于这种差异，将陶瓷与金属进行有效连接是一个具有挑战性的任务。

然而，随着科技的发展和工程需求的增加，陶瓷与金属之间的连接技术变得越来越重要。

本文将介绍几种常见的陶瓷与金属连接技术，并对其优缺点进行探讨。

2. 黏结剂连接黏结剂连接是一种常见且简单的方法，用于将陶瓷与金属材料连接在一起。

该方法通过使用黏合剂或粘合剂来实现连接。

黏结剂可以是有机或无机材料，如环氧树脂、聚酰亚胺等。

2.1 优点•黏结剂连接方法简单易行。

•可以实现大面积接触。

•黏结剂具有一定的柔韧性，可以缓解因材料差异而引起的应力集中问题。

2.2 缺点•黏结剂连接的强度受到黏结剂本身性能的限制。

•黏结剂可能会受到温度、湿度等环境因素的影响而失效。

•黏结剂连接需要进行精确的表面处理和涂覆工作，增加了制造成本和复杂度。

3. 焊接连接焊接是一种常用的金属连接技术，它也可以用于将陶瓷与金属材料连接在一起。

在焊接过程中，通过加热和冷却来实现材料之间的结合。

3.1 激光焊接激光焊接是一种高能量密度焊接方法，适用于陶瓷与金属之间的连接。

激光束可以在非常短的时间内加热材料，从而实现快速焊接。

3.1.1 优点•激光焊接可以实现高强度连接。

•焊接区域小，对周围区域影响小。

•可以实现高精度、无损伤的焊接。

3.1.2 缺点•激光设备昂贵且操作复杂。

•对材料表面质量要求较高。

•需要进行精确的焊接参数控制。

3.2 电子束焊接电子束焊接是一种利用高速电子束加热材料并实现连接的方法。

它可以在真空或低压环境下进行，适用于陶瓷与金属之间的连接。

3.2.1 优点•电子束焊接可以实现高强度连接。

•焊接区域小，对周围区域影响小。

•可以实现高精度、无损伤的焊接。

3.2.2 缺点•电子束设备昂贵且操作复杂。

•对材料表面质量要求较高。

•需要进行精确的焊接参数控制。

4. 氧化铝陶瓷与金属连接技术氧化铝陶瓷是一种常见的工程陶瓷材料，具有优异的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。

陶瓷和金属焊接方法：1、烧结金属粉末法原理：在特定的温度和气氛中，先将陶瓷表面进行金属化处理，使得瓷件带有金属性质，再用熔点比母材低的钎料将金属化后的瓷件与金属进行连接。

其核心思路是将陶瓷与金属的封接转变为金属与金属的封接，从而降低工艺难度。

步骤：包括清洗、涂膏、金属化、镀镍、装架和钎焊等步骤。

在金属化过程中，陶瓷表面会涂上一层金属粉末，并在高温下烧结形成涂层。

随后，通过钎焊将金属化的陶瓷与金属连接起来。

注意事项：在烧结金属粉末法工艺中，最大的问题是钎料无法润湿陶瓷表面，这可能会阻碍后续的金属与陶瓷的封接过程。

为了解决这个问题，科学家们尝试了多种方法，如预金属化采取活化Mo-Mn法、二次金属化采取镀Ni处理，并使用Ag72Cu28钎料在800℃左右温度下进行钎焊。

2、陶瓷基板直接覆铜法（DBC）原理：基于Al2O3陶瓷基板的一种金属化技术。

具体过程是将陶瓷基板与无氧铜置于高温和一定的氧分压条件下，使Cu表面氧化生成一层Cu2O共晶液相薄层，润湿Al2O3陶瓷和Cu。

当加热温度高于共晶温度且低于Cu熔化温度时，液相中Cu2O与Al2O3发生化学反应，在铜与陶瓷之间形成一层很薄的过渡层，实现金属与陶瓷的连接。

应用：AlN陶瓷基板敷铜是基于DBC工艺发展起来的，具有更高的导热性和优良的电绝缘性，广泛应用在新型的半导体封装材料上。

3、钎焊连接原理：利用陶瓷/金属母材之间的钎料在高温下熔化，其中的活性组元与陶瓷发生化学反应，形成稳定的反应梯度层，将两种材料结合在一起。

特点：钎焊连接是一种常用的陶瓷与金属连接方法，具有工艺简单、成本低廉等优点。

但需要注意的是，由于陶瓷与金属的热膨胀系数差异较大，钎焊过程中可能会产生较大的热应力，导致焊接接头开裂。

4、固相压力扩散焊原理：在较高温度和一定外力作用下，使陶瓷-金属表面紧密接触，金属母材发生一定的塑性变形，便于原子的扩散，促使两种材料结合在一起。

特点：固相压力扩散焊能够形成高质量的焊接接头，但设备投资较大，且对焊接工艺要求较高。

陶瓷-金属封装技术
陶瓷-金属封装技术是一种将陶瓷和金属材料结合在一起，用
于封装电子元器件的技术。

该技术的主要目的是提供更好的电热性能、耐热性和机械强度，以满足高功率电子元器件的需求。

陶瓷-金属封装技术的主要步骤包括：
1. 材料准备：选取适合的陶瓷和金属材料，并进行加工和处理，以获得符合要求的形状和性能。

2. 材料组装：将陶瓷和金属部件进行组装，通常采用焊接、钎焊或黏合等方式进行。

3. 密封封装：通过包封或焊接等工艺，将组装好的陶瓷-金属
结构封装起来，形成一个完整的电子元器件。

4. 电性测试：对封装好的元器件进行电性能测试，以确保其符合设计要求。

5. 最终组装：将封装好的陶瓷-金属元器件和其他电子组件进
行最终组装，以完成目标产品。

陶瓷-金属封装技术主要应用于高功率电子元器件，如功率模块、散热器和射频电路等。

其主要优点包括高热传导性能、良好的机械强度、优异的电绝缘性能和耐高温性能。

总的来说，陶瓷-金属封装技术是一种重要的封装技术，能够
满足高功率电子元器件对性能和可靠性的要求，推动了电子技术的发展。

陶瓷与金属的连接方法陶瓷与金属的连接方法主要有：粘合剂粘接、机械连接、熔化焊、钎焊、固相扩散连接、自蔓延高温合成连接、瞬时液相连接等连接方法。

将陶瓷与金属连接起来制成复合构件，可充分发挥两种材料的性能优点，对于改善结构件内部应力分布状态、降低制造成本、拓宽陶瓷材料的应用范围具有特别重要的意义。

1、粘合剂粘接：是利用胶粘剂将陶瓷与金属连接在一起，主要应用于飞机的应急修理、炮弹与导弹的辅助件连接、涡轮和压缩机转子的修复等处。

尽管粘接连接可以一定程度缓解陶瓷与金属间的热应力且工艺简单、效率高，但接头强度通常小于100MPa，使用温度一般低于200℃，大多用于静载荷和超低静载荷零件。

2、机械连接：机械连接是一种借助结构设计的连接方法，有螺栓连接和热套连接两种。

机械连接由于方便已经在部分增压转子与金属的连接中应用。

热套连接获得的接头具有一定的气密性，但仅限于低温使用，且这种接头具有较大的残余应力。

3、钎焊连接：钎焊是最常用的连接陶瓷与金属的方法之一，它是以熔点比母材低的材料做钎料，加热到略高于钎料熔点的温度，利用熔化的液态钎料润湿被连接材料表面，从而填充接头间隙，通过母材与钎料间元素的互扩散实现连接。

包括直接钎焊和间接钎焊。

4、固相扩散连接：是将被连接材料置于真空或惰性气氛中，使其在高温和压力作用下局部发生塑性变形，通过原子间的互扩散或化学反应形成反应层，实现可靠连接。

按连接方式，可分为直接扩散连接和间接扩散连接。

固相扩散连接适用于各种陶瓷与金属的连接，相对于钎焊连接，其具有连接强度高，接头质量稳定、耐腐蚀性能好，可实现大面积连接，且接头不存在低熔点钎料金属或合金，能够获得耐高温接头等优点。

5、熔化焊：采用高能束具有加热和冷却速度快的优点，能在陶瓷不熔化的条件下使金属熔化，形成连接。

熔化焊连接陶瓷和金属主要包括激光焊和电子束焊接。

此法能获得高温下稳定的接头，但是需要对被连接材料进行预热和缓冷，而且陶瓷与金属组配相对困难，连接工艺参数难以控制，设备造价昂贵。

陶瓷和金属的连接方法分享篇一· 为什要将陶瓷与金属连接在一起陶瓷材料具有许多传统材料不具备的优点。

陶瓷材料主要有氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、碳化硼、氮化硼等，材料的性能特点主要是硬度高、耐高温、耐磨、大部分材料绝热绝缘性好、比重小于钢铁，主要用于工程机械配套需要耐高温、耐磨的场合，如航天工业高速摩擦件、各种密封件、泵和压缩机的柱塞和缸套、高级轴承等。

但是陶瓷材料脆、不耐冲击、抗拉及抗弯曲较差，而金属材一般有很高的机械强度、韧性好、较能耐高温、导电传热性好，广泛应用于机械工程中关键零部件和一切重工业中的大型构件，在工业生产中有广泛的应用。

陶瓷和金属材料的连接，可以很好地使两种材料的性能得到更好的发挥，如将 CC 与 TiAl 连接起来应用在航空航天领域中的热端部件，如制成火箭发动机喷管构件等，可以大大减轻构件重量，提高火箭发动机推重比。

因而，研究陶瓷和金属两种材料简便、高效、节能的连接方法很有工业应用前景。

二·陶瓷与金属连接特点金属和陶瓷是两类完全不同的材料。

它是把两种材料性能差异很大的零件采用合适的工艺过程连接成为一个整体。

由于陶瓷和金属在物理性质、化学键型、力学性质和微观结构等方面差异很大 , 使用一般的方法是很难按照需求把它们连接到一起的。

陶瓷与金属连接过程中，绝大多数金属与陶瓷存在较大的热失配, 在加热过程中连接陶瓷与金属时 , 由于接头处很容易产生残余应力 , 使接头的力学性能被削弱 ; 熔化的金属很难润湿陶瓷 ; 陶瓷耐热冲击力弱 , 有较低的热导率 , 加热时很容易产生裂纹 , 所以应该控制加热和冷却速度并减小焊接区域的温度梯度。

金属和陶瓷的焊接属于异种材料的焊接，一般需要添加中间层，中间层的使用对焊接接头性能影响很大。

焊接中间层在金属和陶瓷的连接中的主要作用包括： 1 改善母材表面接触，润湿母材； 2 可以抑制夹杂物的形成，促进其破碎或分解；3 改善冶金反应，避免或者减少形成脆性金属间化合物和有害的共晶组织，优化接头显微结构从而提高接头强度；4 可以降低焊接温度、减少扩散焊接时间，从而控制接头应力、提高接头强度；5 减小金属和陶瓷间应力作用，改善因膨胀系数不同造成的变形。

一，概述陶瓷与金属的焊接中的陶瓷基本上指的是人工将各种金属、氧、氮、碳等合成的新型陶瓷。

其具有高强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、超硬度等特性，而得到广泛应用;常用的有氧化铝、氮化硅、氧化错陶瓷等。

二，陶瓷与金属焊接的难点1,陶瓷的线膨胀系数小，而金属的线膨胀系数相对很大，导致接易开裂。

一般要很好处理金属中间层的热应力问题。

2,陶瓷本身的热导率低，耐热冲击能力弱。

焊接时尽可能减小焊接部位及周围的温度梯度，焊后控制冷却速度。

3,大部分陶瓷导电性差，甚至不导电，很难用电焊的方法。

为此需采取特殊的工艺措施。

4,由于陶瓷材料具有稳定的电子配位，使得金属与陶瓷连接不太可能。

需对陶瓷金属化处理或进行活性钎料钎焊。

5,由于陶瓷材料多为共价晶体，不易产生变形，经常发生脆性断裂。

目前大多利用中间层降低焊接温度，间接扩散法进行焊接。

6,陶瓷与金属焊接的结构设计与普通焊接有所区别，通常分为平封结构、套封结构、针封结构和对封结构，其中套封结构效果最好，这些接头结构制作要求都很高。

三，陶瓷与金属焊接的通用工艺1,清洗:金属和钎料的表面必须清洗干净，陶瓷常用洗净剂加超声清洗。

2,涂膏:膏剂大多由纯金属粉末和适当的金属氧化物粉末组成，颗粒度大都在l~5um之间，用有机粘结剂调制成具有一定粘度的膏剂。

然后用粉刷工具将膏剂均匀涂在陶瓷待金属化表面上，涂层厚度一般为30~60un‰3,金属化:将涂好膏剂伪陶瓷件送入氢炉中，在1300~1500°C的温度下保温Ih04,镀银:为了更好的钎料润湿，在金属化层上再电镀一层厚约5um的银层。

当钎焊温度低于IoOerC时，则电镀层还需在100OC氢炉中预烧结15~20min05,装架:把处理好的金属件和陶瓷件用不锈钢、石墨、陶瓷模具装配成整体，并在接缝处装上钎科;在整个操作过程中待焊接件应保持清洁，不得用裸手触摸。

6,钎焊:在通有氨气的炉中或通有氢气的炉中或真空炉中进行钎焊,其温度选择，升温速度选择等要根据所使用的钎料特性决定，特别注意的是降温速度不得过快，以防止陶觉件由于温度应力而开裂。

精密陶瓷金属封接
精密陶瓷金属封接是一种将陶瓷与金属紧密结合的技术。

这种技术广泛应用于高精度仪器、航空航天、电子元件等领域。

精密陶瓷具有高硬度、耐磨性、耐高温、耐腐蚀等特点，而金属则具有良好的导电性和机械强度。

通过精密陶瓷金属封接，可以将二者的优点结合起来，实现更高的性能。

精密陶瓷金属封接的主要方法有两种：一种是采用金属化处理，即先在陶瓷表面涂上一层金属，再用焊接或钎焊等方法将其与金属连接起来；另一种是采用无金属化处理，即通过高温烧结等方法将陶瓷与金属直接结合起来。

精密陶瓷金属封接技术的难点在于如何保证陶瓷和金属之间的
紧密结合，以及如何解决不同材料的热膨胀系数不同所引起的热应力问题。

解决这些问题需要深入研究材料的物理和化学性质，以及掌握先进的加工和制备技术。

未来，精密陶瓷金属封接技术将在高端制造领域发挥越来越重要的作用，为制造业的发展带来新的突破。

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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
陶瓷-金属材料的封接工艺
陶瓷-金属封接材料
陶瓷是用各种金属的氧化物、氮化物、碳化物、硅化物为原料, 经适当配料、成形和高温烧结制得的一类无机非金属工程材料。

这类材料通常是由共价键、离子键、或混合键结合而成, 因之与金属相比, 具有许多独特的性能。

陶瓷材料的健合力强, 具有很高的弹性模量, 即刚度大; 硬度仅次于金刚石, 远高于其它材料的硬度; 强度理应高于金属材料, 但因成分、组织不如金属那样单纯, 且缺陷多, 实际强度要比金属低。

在室温下, 陶瓷几乎不具有塑性, 难以发生塑性变形, 加之气孔等缺陷的交互作用, 其内部某些局部很容易形成应力集中而又难以消除, 因而冲击韧度和断裂韧度降低, 脆性大, 对裂纹、冲击应力、表面损伤特别敏感, 容易发生低应力脆性断裂破坏。

陶瓷的熔点高, 且在高温(1000℃以上) 能保持其高温强度和抗氧化的能力。

导热性低, 热膨胀系数小, 耐急冷、急热性能差, 温度的剧烈变化, 很容易使其发生破裂。

陶瓷的组织结构稳定, 不易氧化, 对酸、碱、盐的腐蚀也有很好的抗力。

另外, 陶瓷晶体中没有自由电子, 通常具有很好的绝缘性。

少数陶瓷具有半导体性质。

某些陶瓷具有特殊的光学性能, 如用作固体激光材料、光导纤维、光贮存材料等。

陶瓷-金属封接材料的选用原则如下:
①所选用的陶瓷、金属、钎料在室温到略高于使用钎料熔点的范围内, 应具有相同或接近的热膨胀系数;
②在不匹配封接中, 要选择屈服极限低、塑性好、弹性模量低的金属材料作为封接金属和钎料;。

陶瓷/金属的焊接方法材料连接技术的历史可以追溯到数千年以前，但现代材料连接技术的形成主要以19世纪末电阻焊的发明(1886)和金属极电弧的发现(1892)为标志，真正的快速发展则更是20世纪30、40年代以后的事。

科学上的发现、新材料的发展和工业新技术的要求始终从不同角度推动着材料连接技术的发展，例如，电弧的发现导致电弧焊的发明，电子束、等离子束和激光的相继问世形成了高能束焊接；高温合金和陶瓷材料的应用促进了扩散连接技术的发展；高密度微电子组装技术的要求推动了微连接技术的进步等等。

经过一个多世纪的发展，材料连接技术已经成为材料加工、成形的主要技术和工业制造技术的重要组成部分，应用领域遍及机械制造、船舶工程、石油化工、航空航天、电子技术、建筑、桥梁、能源等国民经济和国防工业各部门，在航空航天、电子技术和船舶等领域甚至成为部门发展的最关键技术。

材料连接方法众多，仅常用的就有近30种。

按照连接机理可以将连接技术分为熔化焊，固相焊和钎焊三大类，熔化焊是指通过母材和填充材料的熔合实现连接的一类连接方法，包括电弧焊、电子束焊和激光焊等；固相焊是通过连接材料在固态条件下的物质迁移或塑性变形实现连接的一类连接方法，主要有扩散焊、摩擦焊、爆炸焊等；钎焊是利用低熔点液态合金对母材的润湿和毛细填缝而实现连接的一类连接方法。

这些连接方法各有优点和局限性，适合于不同的材料和结构。

陶瓷/金属连接研究发展到今天，已经有很多连接方法，主要有：（1）粘合剂粘接；（2）机械连接；（3）自蔓延高温合成连接；（4）熔焊；（5）钎焊；（6）扩散焊等。

钎焊是陶瓷/金属连接最常用的方法之一，其原理是利用陶瓷与金属母材之间的钎料在高温下熔化，其中的活性组元与陶瓷原料发生化学反应，形成稳定的反应梯度层使两种材料结合在一起。

陶瓷/金属钎焊一般分为间接钎焊和直接钎焊。

间接钎焊是先在陶瓷表面进行金属化，再用普通钎料进行钎焊。

进行陶瓷预金属化的方法最常用的是Mo-Mn法，此外还有物理气相沉淀（PVD）、化学气相沉积（CVD）、热喷涂法以及离子注入法等。

陶瓷与金属的钎焊工艺1 陶瓷与金属的钎焊(一般称为封接) 广泛用于电子管和半导体的制造，此外，还用于变压器、整流器、电容器和水银开关的密封上。

2 陶瓷与金属的钎焊方法主要分两类：烧结金属粉末法和活性金属法。

3 烧结金属粉末法这种方法的原理是：在还原气氛中借高温在陶瓷上烧结一层金属粉，使瓷面带有金属性质，即所谓陶瓷金属化，随后用钎焊来实现它与金属件的连接。

金属化配方是烧结金属粉末法的关键。

对不同的陶瓷，金属化配方是不一样的。

金属化配方中主体一般是难熔金属粉，用得最多的是钼粉，其次是钨粉。

另外，为了改善难熔金属粉末与陶资的结合，还添加原子序数在 22～28之间的金属，最常用的是锰、铁、钛粉。

对于高氧化铝瓷还要添加一定量的金属氧化物。

将这样组成的粉剂与硝棉、醋酸戊脂及丙酮配成金属化膏，涂在陶瓷的钎焊面上，然后在氢气中进行烧结，使陶瓷金属化。

瓷件经过金属化烧结上钼或钨后，由于一般钎料对金属化层的润湿差，需再电镀上一层镍，然后用钎料进行钎焊。

钎焊时应施加一定压力(约 0.49～0.98MPa)。

钎焊在氢气保护下或真空中进行。

4 活性金属法4.1 活性金属法钎焊有三种方式：a）将钛或锆以垫片方式放在陶瓷与金属间进行钎焊；b）将钛或锆的细粉或者钛或锆的氢化物，预先涂在待连接面上，再放上钎料进行钎焊，c）用含钛和锆的活性钎料直接进行钎焊。

4.2 活性金属钎焊法的实质是：钛同很多金属能形成共晶合金，在钎焊加热过程中就能形成这种含钛的合金。

这类合金具有很强的活性，在高温和高真空下同陶瓷中的氧化物接触时使氧化物局部还原，在界面区形成复杂的间隙固溶体和置换固溶体。

例如，钛同 A1203作用时，在 950℃下A123局部被钛还原，形成钛的间隙固溶体。

同时，被还原出来的铝又溶于钛中，形成置换固溶体。

钛同 SiO2作用时形成氧在钛中的固镕体，同时产生钛同硅的金属间化合物，因为硅与钛不形成固溶体。

熔化钎料就在固溶体和金属间化合物上铺展，并填满间隙。

陶瓷与金属电子束焊的工艺焊接技术
陶瓷与金属电子束焊的焊接工艺：
为避免热应力，焊前必须预热。

采用钨丝小电炉加热，钨丝直径0.7mm，A12O3炉管，用Mo片作隔热反射屏。

最大加热电压55~65V，电流17~20A，预热温度700~1800℃。

将预热电阻炉放入电子束焊机真空室的支架上。

将清洗干净的焊件，夹在无级调速的可移动和旋转的载物台上，并置于电阻炉的炉膛内。

当真空度＜
0.013Pa，预热温度＞1500℃时，使焊件自动地平稳旋转，开始焊接。

高压22kV，先用小电流1~2A的电子束散焦打在金属件上，否则易引起A12O3瓷件微裂。

约经过4~5min，然后电子束更散焦，使其部分打在A12O3陶瓷上，再逐渐增大电子束电流6~10A。

此时，电子束功率密度为6.6~11 ×105W/cm2，温度约2000℃，能使陶瓷与金属局部熔融，形成金属陶瓷结合层，在5~8s之内，焊接即告结束，并缓慢地将束电流降至零位。

冷却时，电阻炉亦要缓慢降温，以免瓷件开裂。

陶瓷与陶瓷，也可用上述类似的工艺进行焊接。

真空陶瓷金属化真空陶瓷金属化是一种将陶瓷材料进行金属化处理的技术。

通过这一技术，可以使陶瓷材料具备金属的导电性能和机械性能，从而拓宽了陶瓷材料的应用范围。

陶瓷材料是一类具有高硬度、高熔点和耐高温性能的材料，广泛应用于电子、光学、化工等领域。

然而，由于陶瓷材料的绝缘性，其在电子器件中的应用受到了限制。

因此，将陶瓷材料进行金属化处理，使其具备导电性能，成为了一种重要的技术手段。

在真空陶瓷金属化过程中，首先需要将陶瓷材料进行表面处理，以提高其与金属薄膜的附着力。

常用的表面处理方法包括化学处理、机械处理和热处理等。

其中，化学处理可以通过酸碱处理或溶液浸渍的方式，使陶瓷材料表面形成一层化学反应产物或吸附层，提高金属薄膜的附着性。

机械处理则包括研磨、抛光等方法，通过去除陶瓷材料表面的粗糙度，增加金属薄膜与陶瓷材料的接触面积，提高附着力。

热处理可以通过加热陶瓷材料，在表面形成一层氧化物薄膜，提高金属薄膜的附着性。

接下来，在表面处理后的陶瓷材料上进行金属薄膜的沉积。

常用的金属沉积方法包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。

物理气相沉积是将金属材料通过蒸发、溅射等方式，使其在陶瓷材料表面沉积形成金属薄膜。

化学气相沉积则是通过在陶瓷材料表面进行气相反应，使金属原子沉积在陶瓷材料表面形成金属薄膜。

这些方法都可以使陶瓷材料表面形成均匀、致密的金属薄膜。

通过真空陶瓷金属化技术处理后的陶瓷材料不仅具备了导电性能，还能保持其原有的高硬度、高熔点和耐高温性能。

这使得陶瓷材料在电子器件中的应用得以拓宽。

例如，在电子元器件的封装中，常常使用金属化陶瓷材料作为封装基板，以保护电子元器件免受环境的影响。

此外，陶瓷材料的金属化还可以应用于传感器、电容器、电阻器等器件中，提高其性能。

需要注意的是，在真空陶瓷金属化过程中，不同陶瓷材料的金属化效果可能会有所差异。

一些陶瓷材料由于其特殊的晶体结构或化学成分，可能不太适合进行金属化处理。