陶瓷/金屬焊接技術研究現狀及發展

趙經香,李希超,戴作強,鄭莉莉,時 婧,徐 斌,孫明月

(1.青島大學 機電工程學院/動力集成及儲能系統工程技術中心/電動汽車智能化動力集成技術國家地方聯合工程技術中心(青島), 山東 青島 266071; 2.中國海洋大學 材料科學與工程學院, 山東 青島 266100; 3.中國科學院金屬研究所 沈陽材料科學國家研究中心, 遼寧 沈陽 110016; 4.中國科學院金屬研究所 中國科學院核用材料與安全評價重點實驗室, 遼寧 沈陽 110016)

1 前 言

在某些工作環境下,單一材料的性能已無法滿足實際應用要求,因此復合材料的制備已成為當前熱門的研究領域之一[1]。陶瓷材料作為一類重要的工業制造材料,在物理、化學和機械性能等方面都具有優異的性能,例如高硬度、高耐磨性、高耐腐蝕性及高熱穩定性和化學穩定性等。但由于其固有的脆性、低延展性和較差的可加工性,陶瓷在使用過程中容易發生斷裂,并且不容易生產大規模的復合材料構件,因此,陶瓷的工程應用受到限制[2]。金屬材料具有優良的塑性、延展性、易導電性和傳熱性,但其易被腐蝕,穩定性較差,因此在性能上與陶瓷形成了一種互補關系。若能在陶瓷與金屬之間建立可靠的連接,制造出滿足要求的復合材料構件,不僅可以實現不同材料之間的優勢性能互補,還可以降低使用成本,進一步拓寬二者的應用范圍[3]。然而,由于陶瓷和金屬是兩類性質不同的材料,相互結合時會由于二者存在熱/力學性能方面的差異而無法獲得良好的連接接頭[4]。二者連接的難度主要表現在以下三個方面：(1)金屬在陶瓷表面的潤濕性差,難以實現良好的冶金結合[5];(2)陶瓷與金屬的熱膨脹系數差異大,連接處容易產生較大的殘余應力,導致連接接頭力學性能差;(3)陶瓷與金屬鍵型不同,化學穩定性不同,使得二者之間的冶金反應變得困難[6]。如何有效地實現陶瓷/金屬的連接成為近些年來異種材料連接研究的重點。

陶瓷/金屬連接工藝可分為三大類,即焊接連接、機械連接和粘接連接[7]。表1總結了三類連接工藝的特點。陶瓷與金屬連接的總體要求有三點：(1)連接接頭需有足夠的強度;(2)接頭需具有良好的氣密性;(3)接頭的殘余應力要盡可能的小。綜合考慮復雜場合要求、使用條件、氣密性、工藝成本、工藝效率及接頭質量等因素,陶瓷/金屬的焊接連接工藝是更好的選擇。

表1 三類陶瓷/金屬連接工藝比較[8-9]

焊接連接工藝按照連接機理可將其分為熔焊、釬焊和壓焊三類[10]。熔焊是指通過被焊材料在高溫下熔化并形成可靠焊接接頭的連接方法,但由于熔焊過程中在熔融基體金屬中存在部分分解,無法獲得堅固的陶瓷/金屬接頭。釬焊是指依靠熔融釬料潤濕母材、填充焊縫和永久性化學鍵合來獲得焊接質量可靠的接頭的連接方法。壓焊是指通過被焊材料在壓力作用下發生物質遷移或塑性變形而獲得焊接效果良好的接頭的方法,主要有擴散焊、摩擦焊和爆炸焊等。這些連接方法各有優點和局限性,適用于不同的工作場合。綜合考慮工藝操作、連接效果等方面,目前廣泛應用于陶瓷與金屬連接的方法主要有：釬焊、擴散焊、摩擦焊等。

2 釬 焊

釬焊是一種將陶瓷與金屬連接在一起的簡單、可靠且有效的方法,在釬焊過程中,通常會借助熔點低于相鄰材料的填充金屬作為釬料將陶瓷與金屬進行連接[11]。其焊接過程如圖1所示。隨溫度升高,釬料熔化而母材保持固態,經過一段時間的母材潤濕、毛細間隙填充與化學鍵合,陶瓷與金屬結合在一起[12]。

圖1 釬焊機理[13]

2.1 間接釬焊與直接釬焊

釬焊的關鍵是使用填充金屬潤濕陶瓷表面的能力[14],而液體能否潤濕固體表面取決于兩者表面的張力和元素之間的反應性[15],因此陶瓷材料的表面性能、微觀結構以及釬料合金在釬焊氣氛中與陶瓷的反應性都是控制潤濕的主要方面。為此主要有兩種提高潤濕性的方法,一種是間接釬焊法,另一種是直接釬焊法。

間接釬焊法又稱金屬化釬焊法或兩步法,第一步是對陶瓷進行預金屬化處理,第二步是用普通釬料進行釬焊,其中第一步最常用的方法是Mo-Mn法。但其局限性在于連接工藝操作復雜、周期較長。

直接釬焊法也稱為添加活性元素法,是指在釬料中加入活性元素Ti,Zr,Hf,Nb,Ta等,這些元素與陶瓷反應形成反應層,有助于在陶瓷與金屬之間實現永久性的化學鍵合,獲得可靠的釬焊接頭[16]。直接釬焊法的關鍵是使用釬料潤濕陶瓷,此外還要考慮焊后殘余應力大的問題[17]?？墒褂弥虚g層或復合釬料來降低界面的殘余應力,進而提高接頭質量[18]。但是局限性在于接頭耐高溫性能較差且釬料的鋪展面積有限[19]。

2.2 影響釬焊效果的主要因素

2.2.1釬焊工藝參數 在釬焊過程中,焊接工藝參數的變化對釬焊接頭的性能和界面組織有很大影響,其中工藝參數主要包括釬焊溫度、保溫時間和加熱速率等[20]。

Pan等[21]使用Ag-Cu-Ti作為釬料研究了Ti3AlC2陶瓷與40Cr鋼的直接釬焊連接,分析了釬焊保溫時間對接頭組織和力學性能的影響。如圖2所示,隨著釬焊時間從10 min增加到30～60 min時,發現在釬料/40Cr鋼界面上形成了連續的反應層和強烈的結合,同時接頭剪切強度從27.7 MPa(10 min)顯著提高到196.4 MPa(30 min),后又緩慢降低到191.3 MPa(60 min),由此確定最佳釬焊保溫時間為30 min(圖3)。

圖2 填充金屬/40Cr界面的微觀結構 (a)10 min;(b)30 min;(c)60 min [21]

圖3 不同釬焊保溫時間下釬焊接頭的抗剪強度[21]

Xia和Wang等[22]使用Ni箔作為中間層通過直接釬焊技術成功連接Ti3SiC2陶瓷和TC4合金,研究了釬溫度對接頭界面微觀結構的影響。結果表明,隨焊接溫度的升高和保溫時間的延長,元素間的化學反應更充分,釬焊層的寬度逐漸增加。但當溫度達到1 040 ℃時,接頭中TC4基板附近出現微小空洞,導致接頭強度有所降低。同樣,Wang和Xia等[23]使用Cu中間層也獲得了Ti3SiC2陶瓷和TC4合金的可靠接觸反應釬焊接頭。通過研究不同溫度下TC4/Ti3SiC2接頭的界面組織和力學性能,發現隨溫度的升高,接頭的剪切強度從(77±13) MPa增加到(132±8) MPa,但隨著溫度的進一步升高,其又降低到(84±9) MPa(圖4)。

圖4 不同釬焊溫度下TC4/Ti3SiC2釬焊接頭的剪切強度[23]

李玉龍等[24]研究了Ag-Cu-Zn釬料在TiC-Ni金屬陶瓷表面的潤濕性。在實驗過程中,由于Zn元素易在真空中揮發,而加熱速率的快慢會影響Zn的揮發,因此加熱速率也會對釬焊效果產生影響。如圖5所示,在不同加熱速率下,Ag-Cu-Zn都能潤濕TiC-Ni金屬陶瓷。加熱速率低于22.5 ℃/min時,Ag-Cu-Zn釬料在金屬陶瓷表面潤濕性良好。隨著加熱速率升高,Zn的揮發速率加快,潤濕角由20.1°增加到76°,潤濕效果變差。潤濕角越小,陶瓷表面的潤濕性越好,焊接質量就越高。

圖5 真空環境中不同加熱速率時Ag-Cu-Zn在金屬陶瓷表面潤濕角θ和基底直徑d/d0隨時間的變化[24]

2.2.2釬料 釬料是指釬焊過程中用于填充焊縫的一類金屬或合金材料,其主要作用是潤濕陶瓷表面,以便更好地連接陶瓷與金屬,活性元素在此過程中起著十分重要的作用。陶瓷表面的潤濕性越好,釬焊焊接效果越好,故釬料的組成元素是影響釬焊焊接效果的另一個重要因素[25]。圖6中列出了用于陶瓷與金屬釬焊連接的釬料的基體成分主要有Ag、Au、Ni、Cu等,其中Ag-Cu基、Sn基釬料性能較好,目前被廣泛研究。

圖6 根據釬焊溫度和釬料種類對釬焊進行分類[12]

Xin等[26]將Ag-Cu釬料和Ag-Cu-Ti釬料分別應用于陶瓷與金屬的釬焊,比較了不同組元釬料合金對釬焊焊接效果的影響。圖7顯示,隨時間增加,Ag-Cu-Ti合金使潤濕接觸角θ從110°減小到12°,而Ag-Cu合金使接觸角θ變化不大。在釬料中加入Ti可以降低SiO2陶瓷表面的接觸角θ。接觸角的大小將決定接頭的粘接強度。接觸角越小,潤濕性越好,釬焊焊接效果越好。由此表明,活性元素Ti的引入提高了釬焊的焊接效果?；钚栽刂蠺i活性較好,故Ag-Cu-Ti活性釬料是應用較為廣泛的的活性釬料[27]。

圖7 潤濕接觸角θ隨時間的變化曲線[26]

此外,活性金屬元素在釬料中的含量也會影響釬焊的焊接效果。Li等[28]研究了Ti含量對Sn0.3Ag0.7Cu-Ti (SAC-Ti) 釬料在SiC陶瓷表面潤濕性的影響。如圖8所示,活性元素Ti的添加能顯著提高釬料在陶瓷表面的潤濕性。在釬焊溫度和保溫時間恒定的條件下,隨著Ti含量的增加,潤濕接觸角先減小后增大。150°的潤濕接觸角表明陶瓷表面未發生潤濕行為,當Ti含量增加到1.5 wt%時,釬料在陶瓷表面的接觸角最小,約為9°,此時焊接效果最佳。當Ti含量進一步增加到2.0 wt%時,Ti-Sn間的化學反應加劇,釬料流動性和Ti的有效活性下降,導致接觸角增大,焊接效果有所降低。因此Ti的含量并不是越多越好,適量的Ti含量可以增強活性釬料在陶瓷表面的潤濕性,進而提高釬焊的焊接效果[29]。

圖8 (a)在1233K(950 ℃)和60 min條件下,不同Ti含量的接觸角隨時間的變化;(b)平衡接觸角和液滴/SiC系統隨Ti含量增加的變化[28]

3 擴散焊

擴散焊是一種廣泛應用于耐高溫陶瓷/金屬連接的技術,其顯著特點是接頭強度高、精度高、變形小、質量可靠,且具有優異的耐高溫性能和抗腐蝕性能[30]。

3.1 固相擴散焊與液相擴散焊

擴散焊是一種通過原子擴散來獲得可靠接頭的技術,因此擴散過程尤為重要。通常根據擴散過程中是否出現液相將其分為固相擴散焊和瞬時液相擴散焊兩類[31]。

3.1.1固相擴散焊 固相擴散焊是指在溫度和壓力的作用下,被焊材料始終保持固態并緊密接觸,經過一段時間的局部塑性變形,形成可靠的焊接接頭[32]。如圖9所示,固相擴散焊三個過程相互交叉進行,最終實現陶瓷與金屬的有效連接。

圖9 固相擴散焊機理

與釬焊不同,固相擴散焊的焊接過程中不存在低熔點釬料金屬,因此形成的接頭具有耐高溫、質量可靠的特點。但其局限性在于連接溫度高、時間長。

3.1.2瞬時液相擴散焊 (transient liquid phase, TPL) TPL的基本過程大致分為五個階段,如圖10所示,隨著溫度的升高,低熔點中間層材料逐漸熔化,潤濕母材并形成液相,在壓力的作用下,經過一段時間的元素擴散、部分母材溶解以及接頭等溫凝固,最終實現接頭成分和組織結構均勻化,獲得焊接效果良好的接頭[33]。

圖10 瞬時液相擴散焊機理[34]

TPL結合了釬焊和固相擴散焊的優點,既能降低焊接溫度,又能提高接頭的使用溫度,因而應用最為廣泛[35]。隨著擴散焊的發展和工藝方法的多樣性,為了獲得良好的連接效果,提高其接頭強度,常常會使用中間層將陶瓷與金屬連接起來[36]。

3.2 影響擴散焊效果的主要因素

影響擴散焊焊接效果的因素主要有兩方面,一是工藝參數,包括溫度、壓力、保溫時間、真空度及材料的表面處理等;二是中間層,包括是否添加中間層、中間層的厚度及中間層材料的選擇等[37]。

3.2.1工藝參數 (1)焊接溫度、焊接壓力和保溫時間

焊接溫度的變化對母材的屈服強度、原子的擴散行為以及界面孔洞的消除等都有著重要的影響。溫度Tb=(0.6～0.8) Tm,其中Tm為熔點較低母材的熔點[38]。在較低溫度(0.6 Tm以下),焊接時間可長達數小時,在高溫(0.8 Tm以上),焊接時間可能僅為幾分鐘[31]。由于擴散連接是一個熱激活過程,溫度的升高會使原子擴散更充分,容易獲得成分均勻的接頭[39]。但如果溫度過高,也會影響焊接效果。因此,如何選取最佳焊接溫度,是影響擴散連接效果的關鍵。

適當地延長連接保溫時間,可以使母材(或與中間層)之間的擴散更加充分,促進焊接接頭成分和組織結構均勻化,獲得優質的接頭[40]。但如果保溫時間過長,產生的脆性中間相會惡化接頭的性能。因此,合適的連接保溫時間,也會影響焊接的接頭質量。

在焊接溫度和保溫時間一定的條件下,提高焊接壓力不僅可以破壞陶瓷表面的氧化膜[41],使分子或原子擴散更充分,獲得更高質量的接頭,還可以加速焊接工藝進程,提高焊接效率[42]。通常擴散焊采用的壓力在0.5～50 MPa之間,隨著焊接壓力的增大,界面緊密接觸的面積就越大,這可能會減少甚至消除界面的擴散孔洞,但如果壓力過大,反而會引起工件的宏觀塑性變形[43]。因此,合適的焊接壓力同樣會影響焊接效果。

Martinelli和Drew[44]通過直接擴散焊連接SiC陶瓷與金屬Mo。實驗在真空條件、單軸壓力和不同溫度(1 200～1 700 ℃)下進行。當焊接壓力保持在10 MPa,連接溫度為1 500 ℃,保溫時間為1 h時,接頭失效。但是,如果保溫時間縮短到10 min,則可獲得牢固的連接。因此得出結論：延長連接保溫時間會使反應層變厚,從而產生較大的殘余應力,并導致接頭較弱。微裂紋可以在縮短連接時間的情況下最小化,這有助于提高接頭強度。

Wang等[45]在900～1 000 ℃保溫0.25 h～64 h的條件下將TiAl金屬與Ti3SiC2陶瓷進行直接擴散連接,研究了Ti3SiC2/TiAl接頭的界面微觀結構演化、生長動力學和力學性能,發現界面反應層的厚度增長有拋物線動力學規律。如圖11所示,隨保溫時間增加,各焊接溫度下的抗剪強度先增加后降低。隨焊接溫度升高,各溫度下的抗剪強度最大值均減小,且在900 ℃下保溫9 h,剪切強度最高(約53 MPa)。

圖11 不同保溫時間下TiAl/Ti3SiC2擴散連接接頭的剪切強度[45]

(2)真空度和材料的表面處理

為防止擴散過程中待焊接樣品被氧化,一般采用真空擴散焊,或使用非活性氣體(Ar、N2等)作為保護介質[46]。通常情況下,真空氣氛中的接頭強度要大于其他氣氛中的接頭強度,而且真空度越大,材料表面的清潔度越高,界面連接的效果越好。焊接過程中,在溫度、壓力的作用下,材料良好的表面狀態能使它們結合得更緊密,擴散更充分,接頭質量也就更高。如果材料表面不經任何處理,降溫時產生的殘余應力會影響母材連接的可靠性和接頭質量[47]。因此在進行焊接前,需對材料表面進行處理,保證無任何雜質和氧化層。

3.2.2中間層 擴散焊可以分為無中間層的直接擴散焊和有中間層的間接擴散焊兩種。

程強[48]研究了Ti3SiC2陶瓷和SUS430不銹鋼的直接擴散連接。連接條件：壓力20 MPa、保溫30 min、溫度850～1 150 ℃。試驗發現由于兩種母材在物理、化學性質上的巨大差異,直接擴散連接難以獲得可靠的接頭。由圖12觀察可得,Ti3SiC2和SUS430在950 ℃以下未能實現有效的結合,界面處可以觀察到明顯的裂縫。隨著溫度的升高,裂縫寬度逐漸減小。950 ℃時,部分基體已經貼合,直到1 050 ℃,裂縫消失,二者之間實現了緊密貼合。1 150 ℃以上時,接頭界面處生成了明顯的反應層,但是高的焊接溫度造成接頭處巨大的熱應力集中,導致接頭斷裂,也惡化了母材的性能(圖13)。Wang等[45]在900～1 000 ℃保溫0.25～64 h的條件下將Ti3SiC2陶瓷與TiAl合金進行直接擴散連接,成功獲得了界面結構良好的Ti3SiC2/TiAl接頭,但是反應區的一些脆性中間相(如Ti5Si4,Ti5Si3)卻大大惡化了接頭的力學性能。

圖12 SUS430與Ti3SiC2在20 MPa壓力,30 min條件下擴散連接界面背散射掃描圖像：(a)850 ℃;(b)900 ℃;(c)950 ℃;(d)1 050 ℃;(e)1 150 ℃;(f)1 200 ℃[48]

圖13 更高放大倍數下SUS430/Ti3SiC2連接接頭的界面微觀結構 (a)1 150 ℃;(b)1 200 ℃[48]

為了提高焊接質量,獲得更優性能的焊接接頭,有時中間層對于陶瓷與金屬的連接是非常必要的。中間層不僅能緩解不同材料之間因熱膨脹系數與彈性模量差異大而引起的殘余應力,同時還能調節界面元素擴散,抑制或減少惡性化合物的生成[49]。同樣,中間層材料的選擇非常關鍵,其性能應與母材相近,且在母材中的溶解度大[50]。通常,中間層的選擇可分為三類：第一類是單一的軟活性金屬,如Ni、Al、Cu、Ti等;第二類是多層金屬,如W/Ni復合層、W/Cu復合層等;第三類是按照材料的熱膨脹系數或彈性模量依次變化而采用的梯度中間層[51]。近年來,在使用中間層來獲得性能可靠的陶瓷/金屬接頭方面取得了不錯的進展。

Wang等[52]為了避免脆性界面化合物的形成,通過使用Al箔作為中間層成功將Ti3SiC2陶瓷與TiAl合金連接。通過在Ti3SiC2基體中摻雜了部分的Al元素來改變主要的擴散元素并成功調節了Ti3SiC2-Al-TiAl擴散對的控制機制。Al的引入使得在Ti3SiC2基質表面形成了一層富Al的無定型晶間薄膜(AIFs),成功改變了擴散對的主要影響機制,并避免了Ti5Si4、Ti5Si3等脆性中間相的形成,大大提高了接頭的力學性能。Liu等[53]在真空氣氛中進行了TiAl合金與Ti3SiC2陶瓷的擴散連接,并比較了有無Ni箔作中間層所形成的接頭的界面組織和力學性能。研究發現,TiAl/Ti3SiC2接頭在焊接過程中形成了三層連貫的金屬間化合物層,但是在剪切強度試驗期間,接頭發生了脆性斷裂,且剪切強度不超過20 MPa,如圖14所示。而TiAl/Ni/Ti3SiC2接頭通過引入Ni箔作為中間層,獲得了52.3 MPa的最高剪切強度,中間層消除了殘余應力,故接頭性能得以顯著提高。

圖14 TiAl/Ti3SiC2與TiAl/Ni/Ti3SiC2擴散連接接頭的抗剪強度[53]

Zhong等[54]使用W/Ni雙中間層通過固相擴散焊技術將SiC陶瓷與鐵素體不銹鋼進行連接。接頭的顯微組織檢查和力學性能評估表明,使用W/Ni雙中間層可形成強度較高的SiC/鋼接頭。由此分析,雙中間層的加入,減少了會降低強度的界面反應,同時也減少了接頭中的殘余應力。

Cheng等[55]以純Ni箔作為中間層,在850～950 ℃保溫30～90 min的條件下,采用固相擴散焊技術成功地實現了Ti3SiC2陶瓷和SUS430不銹鋼之間的連接。由此可見,中間層所提供的過渡和緩沖作用是實現陶瓷與金屬間有效結合的關鍵。圖15顯示當使用的Ni中間層厚度為10 μm時,試樣的拉伸強度明顯降低,這是由于當中間層厚度較薄時,Ni箔在連接過程中早早被消耗完畢,導致界面處出現了嚴重的裂縫,從而導致接頭的力學強度顯著下降。因此,中間層的厚度也會影響擴散焊連接接頭的性能。

圖15 以10 μm Ni與50 μm Ni為中間層的Ti3SiC2/Ni/SUS430接頭的拉伸強度[55]

4 摩擦焊

摩擦焊是陶瓷與金屬連接中另一種有前途的方法,如圖16所示。摩擦焊依靠母材表面之間的相互摩擦進行,該過程能產生熱量,使兩種或其中一種母材軟化,在壓力作用下產生塑性變形,進而獲得焊接接頭[56]。在此過程中一旦達到預定的焊接時間,摩擦會停止,但要在焊接完成后才會消除軸向力。摩擦焊屬于固態焊接工藝范疇,可以確保特定材料組合的焊接[57]。與其他方法相比,其優勢在于焊接周期短,可以減少母材之間的熱失配[58],并且具有較高的能源效率,幾乎不產生有害氣體,操作簡單又經濟。但僅限于工件為管狀或棒狀的場合,限制了其應用范圍[59]。

圖16 摩擦焊機理[56]

轉速、軸向力和焊接時間是摩擦焊的主要變量[56]。這些參數之間的關系如圖17所示,在摩擦焊的焊接過程中,需綜合考慮轉速、軸向力以及焊接時間,以達到最佳焊接效果。

圖17 轉速、軸向力與焊接時間關系圖[56]

Zhang等[58]研究了在主軸轉速為900 r/min的條件下采用鋁合金夾層將低碳鋼與氧化鋁陶瓷進行旋轉摩擦焊連接。研究表明：使用夾層有助于在更大程度上降低殘余應力,提高焊接質量。

Ahmed等[60]比較了氧化鋁及其各種陶瓷復合材料與金屬形成的接頭的界面組織和力學性能發現,由于銅和鋼等金屬無法潤濕氧化鋁表面,因此必須增加一層夾層,以便于連接。除此之外,還必須結合適當的摩擦壓力和摩擦時間,以獲得良好的接頭。氧化鋁-莫來石和氧化鋁-氧化釔穩定氧化鋯(YSZ)等陶瓷復合材料在與鋁合金連接時表現出截然不同的性能。與純氧化鋁和鋁形成的接頭相比,由氧化鋁-莫來石和鋁形成的接頭的機械性能有所下降。然而,在純氧化鋁中加入YSZ后,在較小的摩擦時間和轉速下,所形成的接頭表現出優異的界面組織和力學性能(圖18)。

圖18 在25 wt% YSZ-Al2O3/6061Al合金之間形成的接頭的四點彎曲強度與摩擦時間的關系[60]

5 結 語

陶瓷和金屬是兩類重要的工業制造材料,它們在物理、化學和機械性能等方面各有優缺點。實現陶瓷與金屬之間的高質量連接,能將二者的優異性能進行優勢互補,擴大應用范圍。綜合考慮工藝操作、連接效果等方面,釬焊、擴散焊和摩擦焊是目前被廣泛應用的幾種方法。釬焊是連接陶瓷與金屬最簡便的方法,其中陶瓷表面潤濕性是實現釬焊的關鍵因素,可通過添加活性金屬元素等各種增強劑來改善潤濕性,以增強釬焊接頭的性能。此外,還可以通過調整焊接工藝參數來提高焊接效果。但是如何提高高溫下的接頭性能和增大釬料的鋪展面積或許是未來需要深入研究的重點方向。擴散焊是陶瓷/金屬連接中最常用的方法,對于連接接頭處殘余應力大的問題,采用合適的中間層是一種有效方式,它能夠調節界面元素擴散機制,抑制或減少惡性化合物的生成,進而提高接頭強度,同時還要充分考慮其工藝參數,包括焊接溫度、焊接壓力、保溫時間、真空度以及材料的表面處理等,進一步提高焊接接頭質量。摩擦焊接是陶瓷與金屬連接的另一種有前途的方法,其中轉速、軸向力和焊接時間是主要參數,在摩擦焊的焊接過程中,需綜合考慮三者,合理控制變量,以達到最佳焊接效果。但是工作場合有所限制,如何擴大使用范圍還有待進一步研究。今后對陶瓷/金屬焊接的研究,應從合適的焊接工藝、合適的工藝參數以及合適的中間層(或釬料)的選擇等方面入手,以獲得最佳焊接接頭。開發具有高性能的焊接接頭是未來陶瓷與金屬焊接技術的一個研究方向。