【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷金属连接应用领域，具体涉及一种陶瓷与金属异质连接的方法。
技术介绍
1、陶瓷材料具有高绝缘、耐高温、抗腐蚀、抗氧化、高硬度、高强度、耐磨损等优异的性能，但是塑性、韧性及延展性极差，一旦受力超过弹性应变极限(应变量很小)即会迅速发生断裂。而金属材料具有优良的导电性、塑性、韧性、延展性、焊接性等机械性能，但是在严苛工况，如700℃以上高温下，金属材料的强度和化学稳定性迅速下降。因此在航空、军工、核能、化工、机械等工况严苛的应用场景，将两类材料的优势互补地结合使用(即陶瓷金属连接件)是业界的统一认识和做法，也是各自最核心技术之一。而陶瓷金属钎焊作为连接陶瓷与金属的方法，具有连接强度高、密封性好、高温化学稳定性高、操作简单、焊接良率高、均一性好等优势，是航空、军工、核能、化工等高强度高耐磨及高温服役零部件的主流方案。
2、陶瓷与金属材料的物理及化学性质具有很大的差异性。其一，陶瓷与金属材料的热膨胀系数通常相差较大，在高温钎焊的过程中接头处会产生巨大的应力，导致陶瓷与金属连接件的密封性、连接强度等性能发生迅速下降。其二，陶瓷与金属材料的内部成分及近表面化学性质具有较大的差异性，在高温钎焊过程中会导致钎料在陶瓷与金属表面的润湿程度不同，由此容易造成钎料的分布不均匀，无法形成连续、致密、无孔隙的钎焊层。另外，高温钎焊过程中，熔融状态的钎料会发生元素扩散并与金属及陶瓷发生结合形成化合物，而由于陶瓷与金属材料近表面处成分差异较大且成分复杂，钎料的元素扩散程度及路径不一致性会导致在陶瓷及金属表面形成的化合物成分及分布位
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种陶瓷与金属异质连接的方法，其能够从而避免钎焊界面生成裂纹，提高钎焊界面的密封性和机械连接强度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种陶瓷与金属异质连接的方法,包括以下步骤：
4、步骤一：在金属表面覆盖金属增镀层；
5、步骤二：采用钨浆、纯钼粉或钼锰复合粉，以高温烧结的方式，在陶瓷待钎焊表面形成一次金属化层；
6、步骤三：以电镀、蒸镀、化学镀或烧结的方式，在一次金属化层的表面形成厚度小于20μm的镍层、镍磷层或镍硼层，称之为二次金属化层；
7、步骤四：以电镀的方式，在二次金属化层的表面附着三次金属化层，三次金属化层的主要成分为纯铜、纯镍、纯银、纯金、纯铝、铜金合金、镍银合金或镍金合金，三次金属化层的厚度为20μm—100μm；
8、步骤五：对金属及陶瓷进行除油除污处理，干燥冷却后，在三次金属化层表面涂敷一定量的钎料，形成陶瓷侧钎料层，并且，在金属增镀层表面涂敷一定量的钎料，形成金属侧钎料层；
9、步骤六：将金属与陶瓷进行组装，并在陶瓷侧钎料层与金属侧钎料层的间隙放置金属中间缓冲层结构，使陶瓷侧钎料层与金属侧钎料层共同夹住金属中间缓冲层结构，形成金属陶瓷组装体，其中，金属中间缓冲层结构的主体为纯镍、纯铜、纯银或纯铝，该主体的表面附着与三次金属化层成分一致的镀层，金属中间缓冲层结构为片状、网状或多孔结构；
10、步骤七：将该金属陶瓷组装体放入钎焊炉，对钎焊炉进行抽真空，然后升温至400℃-500℃并保温15-20min，紧接着升温至1100℃-1200℃并保温5-10min，最后随炉降温至室温。
11、具体地，金属为310s不锈钢管，陶瓷为氧化铝陶瓷管，310s不锈钢管的末端开有沉孔，氧化铝陶瓷管与该沉孔配合。
12、具体地，钎料为bni5，金属增镀层为纯镍。
13、具体地，在步骤二中，高温烧结的温度为1300℃-1800℃。
14、具体地，在步骤七中，对钎焊炉进行抽真空至真空度为10-4-10-5pa。
15、具体地，在步骤七中，以5℃/min的升温速率升温至450℃并保温15-20min，紧接着升温至1150℃并保温5-10min。
16、具体地，在完成步骤七后，以喷涂、刷涂或钎焊的方式，在钎缝的裸露表面形成一层防护层。
17、具体地，防护层为玻璃胶、陶瓷胶或活性钎料。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
19、一、本方法能形成陶瓷表面缓冲层(三次金属化层)以及中间缓冲层(金属中间缓冲层结构)，两者在不同空间及层次上的配合，可以有效的吸收陶瓷与金属钎焊过程中由于热膨胀系数差异产生的热应力，从而避免钎焊界面生成裂纹；
20、二、通过在陶瓷表面、金属表面、中间缓冲层(金属中间缓冲层结构)表面构建一层同种镀层(在本实施例中为纯镍)，使陶瓷表面、金属表面、中间缓冲层(金属中间缓冲层结构)具有相同的成分以及界面化学性质，从而降低了钎料在各部件上的润湿性差异以及钎料元素在向各部件内部扩散程度的差异性，有助于在陶瓷、金属及中间缓冲层(金属中间缓冲层结构)表面之间形成均一、连续、无孔隙的钎焊层(陶瓷侧钎料层与金属侧钎料层)，以提高钎焊界面的密封性和机械连接强度。另外，该镀层与钎料成分相近，与钎料具有良好的界面相容性，可以有效的引导钎料在熔融状态下的均匀流动性，对无孔隙钎焊层的构建有重要作用。
21、三、在钎焊完成的金属陶瓷组装体的钎缝处构建防护层，防护层为玻璃胶、陶瓷胶或活性钎料。防护层能够避免钎缝处钼锰层或钎料层长期在恶劣使用环境中受氧气、水气或其他特殊气体的侵蚀，从而提高陶瓷金属组装体的使用寿命。
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1.一种陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：金属为310S不锈钢管，陶瓷为氧化铝陶瓷管，310S不锈钢管的末端开有沉孔，氧化铝陶瓷管与该沉孔配合。
3.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：钎料为BNi5，金属增镀层为纯镍。
4.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：在步骤二中，高温烧结的温度为1300℃-1800℃。
5.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：在步骤七中，对钎焊炉进行抽真空至真空度为10-4-10-5pa。
6.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：在步骤七中，以5℃/min的升温速率升温至450℃并保温15-20min，紧接着升温至1150℃并保温5-10min。
7.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：在完成步骤七后，以喷涂、刷涂或钎焊的方式，在钎缝的裸露表面形成一层防护层。
8.根据权利要求7所
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：金属为310s不锈钢管，陶瓷为氧化铝陶瓷管，310s不锈钢管的末端开有沉孔，氧化铝陶瓷管与该沉孔配合。
3.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：钎料为bni5，金属增镀层为纯镍。
4.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方法,其特征在于：在步骤二中，高温烧结的温度为1300℃-1800℃。
5.根据权利要求1所述的陶瓷与金属异质连接的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴添来，王奕，江治民，白帆飞，林梓荣，伍龙燕，
申请(专利权)人：广东佛燃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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