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采用Ag-Cu-In-Ti焊料连接碳化硅陶瓷

刘岩 , 黄政仁 , 刘学建 , 袁明

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00817

采用四元Ag-Cu-In-Ti焊料成功地连接了常压烧结SiC陶瓷. 研究了钎焊温度和保温时间对碳化硅连接强度的影响, 同时通过EPMA和TEM分析连接界面的微观结构, 并且探讨了连接的原理. 试验结果表明, 在700～780℃试验温度范围内, 碳化硅的连接强度存在峰值, 最高四点弯曲强度达到了234MPa, 但是连接强度随着保温时间的增加呈现单调下降趋势. 接头微观结构由基体SiC、反应层和焊料三部分组成, 连续致密的反应层紧密连接基体和焊料, 反应层由带状层、TiC层和Ti5Si3层组成, 带状层宽度约20nm, 由Ag、In、Si和少量的Ti、Cu组成. 元素线扫描结果显示焊料中的活性元素Ti含量在反应层内形成峰值, 活性元素Ti与SiC发生反应生成新的反应层是连接的主要因素.

关键词: Ag-Cu-In-Ti , SiC , joining strength , interface structure

活性钎焊法连接碳化硅陶瓷的连接强度和微观结构

刘岩 , 黄政仁 , 刘学建 , 陈健

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00297

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料连接常压烧结碳化硅陶瓷，研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对碳化硅陶瓷连接强度的影响，分析了连接界面的微观结构和反应产物. 实验结果表明，在实验范围内，钎焊温度和保温时间对碳化硅陶瓷的连接强度均有峰值，四点弯曲强度最高达到342MPa，随着钎焊温度的升高，界面反应层厚度增加，连接强度提高，但过高的钎焊温度引起焊料的挥发而使连接强度下降. 焊料中的活性元素Ti与碳化硅发生反应在连接界面形成均匀致密的反应层，反应层厚度约1μm，XRD和EDX能谱分析结果表明反应产物是TiC和Ti₅Si₃.

关键词: Ag-Cu-Ti 焊料 , SiC , joining strength , microstructure

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