在连接金属与陶瓷方面的进步
陶瓷／金属钎焊与扩散连接的研究现状
中 国科 学 院金属 研究 所冼 爱平 等人 ・］ 用 ｓ ’采 ｎ基
活 性钎 料钎 焊 陶 瓷／ 属 时 ， 现 了润 湿 前 驱 膜 ， 膜 金 发 薄 的形成 与钎 料 中活性 金 属 的种 类 、 陶瓷 、 料 中 的第 三 钎 种 元 素和 润湿 温度有 关 。 ’ Ｇ Ｂｕ ａ ． ｌｇｎ和 Ｊ Ｊｎ ｚｋ—Ｒ ｓｈ等人 采 用 双层 钎 ．ａｃａ ｕｃ 料 （ ｕ ｎ ｉｒ和 ＩＣ Ａ Ｃ Ｓ ＴＺ ｎ ｕ ｇ）对 Ｓ３ ４ＴＮ 与 Ａ Ｓ３ ｉ ／ｉ Ｎ ＩＩ３ ０ １ （４ ｉｒ４ 进 行 了钎 焊研 究 。研 究 发 现 ， 点 弯 曲强 １ＮＣｌ ） 四 度 明显 改善 ， 因是 双 层 钎 料 的应 用 抑 制 有 害反 应 的 原 发生 ， 而避 免生成 脆 性相 。 从
２ ０世纪 ８ 代 末 ， 型 陶瓷 结 构 材 料 迅 速 崛 起 ， ０年 新 其钎 焊 问题 也 引起 了人 们 广泛 关 注 ， 瓷 材 料 的钎 焊 陶 也是 目前 真 空钎焊 领域 最热 门 的研究课 题 之一 Ｊ 。 陶瓷 的钎 焊 方 法 主 要 有 两 种 ： 种 方 法 是 使 陶瓷 一
表 面金 属化 ， 然后 再 用 常 规 钎 料 钎 焊 。该 方 法 工 艺 复
固相 扩散 连接 最 初 用 于 连 接 异 种 材 料 ， 目前 也 是 连接 陶瓷 材料 的最 常用 方 法 之一 。固 相扩 散 连 接是 依
靠界 面原 子迁 移 的 固态 工 艺 过程 ， 一 定 时 间 、 度及 在 温
近２ ０年来 ， 内外对 结 构 陶瓷 的连 接 进行 了大量 国 的研究 ， 取得 了不 少研 究成 果 ， 并 相继 出现 了 多种 连接
金属和陶瓷的钎焊技术及新发展
金属和陶瓷的钎焊技术及新发展金属和陶瓷的钎焊技术及新发展摘要：综述了金属和陶瓷常用的钎焊工艺和部分瞬间液相(r,rlp)钎焊法，指出了金属和陶瓷钎焊的难点，展望了其发展趋势。
活性金属钎焊能有效改善陶瓷表面的润湿性，具有广泛的应用前景，而pn』p法为金属与陶瓷的高强度耐热连接开辟了一个新途径，正不断引起人们极大的兴趣和关注。
关键词：金属；陶瓷；中图分类号：tg454钎焊；部分瞬间液相钎焊文献标识码：a工程陶瓷以其优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损的性能特点．已发展成为被普遍认可的高性能结构材料，但陶瓷件塑性差、不耐冲击．使其应用受到限制i1]。
金属和陶瓷的钎焊技术可以实现2种材料性能优点的相互结合，从而有效扩大其应用范围。
是当前材料科学和工程领域的研究热点之一。
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到钎料熔点和母材熔点之间的温度，利用液态钎料润湿母材、填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法[2]。
由于普通金属钎料在陶瓷表面润湿性很差。
因此提高钎料在陶瓷表面的润湿性是保证钎焊质量的关键。
此外，金属和陶瓷物理性能、力学性能的不匹配也是影响钎焊的重要因素。
1 金属和陶瓷钎焊的难点金属陶瓷钎焊的主要难点在于冶金不相容和物性不匹配。
冶金不相容是指钎料熔化后对陶瓷不浸润，难以在熔接区和陶瓷实现原子间的冶金结合：物性不匹配是指金属陶瓷的热膨胀系数差异太大。
在钎焊结合区存在很大的应力梯度。
钎焊产生的热应力使连接强度降低、质量难以满足需要。
目前常常通过添加活性元素以改善钎料在陶瓷表面的润湿性，采用添加缓冲层的方法来解决金属陶瓷物性不匹配的问题。
缓冲层分为软性缓冲层、硬性缓冲层和软硬双层缓冲层三大类。
软性缓冲层的热膨胀系数较高，夹在金属钎料与陶瓷之间可以解决热膨胀不匹配引起的残余应力．但与金属间的连接往往不够理想．因此在某些情况下采用软硬双层缓冲层：一层是与陶瓷有较好结合强度的软性缓冲层；一层是低膨胀系数的硬性缓冲层．夹在钎料与陶瓷之间进行施焊．这种方法能够在一定的程度上改善接头性能。
【精品文章】简述陶瓷材料与金属材料的连接工艺
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
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。
先进陶瓷与金属连接的现状及展望
1前言先进陶瓷材料具有硬度高、强度大、耐高温、耐磨性能好、抗腐蚀、抗氧化等优良的特性和广阔的应用前景，尤其是在电子、能源、交通、发动机制造、航空航天等领域。
然而，陶瓷的韧性值较低，属于脆性材料，采用机械加工的方法难以制备出尺寸较大和复杂结构的构件，为了克服先进陶瓷的脆性及难加工等问题，拓宽其进一步的应用与发展，常将陶瓷与金属连接起来，在性能上形成一种互补关系，使之成为理想的结构和工程材料，以满足现代工程的应用[1-2]。
陶瓷与金属的连接既是连接领域的热点问题又是难点问题，首先金属与陶瓷在化学键型、物理和化学特性、力学性能及微观结构等方面具有较大的差异；其次，陶瓷与金属的热膨胀系数相差较大，连接时在界面处导致残余应力的集中，致使接头强度下降。
生产中常用钎焊或扩散焊的方法将陶瓷与金属（陶瓷）连接起来，随着连接技术的深入研究，相继研发了一些新的方法（中性原子束焊、激光焊、超声波焊、微波焊以及燃烧合成技术等）[3]。
本文针对近年陶瓷与金属连接而开发的连接技术进行阐述，总结最新的研究成果并对其进行展望。
2陶瓷与金属的连接技术15世纪中叶，我国明代景泰蓝的制作开创了陶瓷与金属连接技术的先河，但是，具有产业化的、工业规模的连接技术则始于20世纪30年代。
Wattery 和德律风根公司的Pulfrich于1935~1939年在陶瓷表面喷涂一层高熔焦仁宝1,2，荣守范1，李洪波1，朱永长1，刘文斌1，张圳炫1（1.佳木斯大学材料科学与工程学院，佳木斯154007；2.佳木斯大学机械工程学院，佳木斯154007）陶瓷与金属连接是陶瓷面向工程应用的关键技术。
本文阐述了适用于陶瓷与金属连接的各种方法及其机理、特点和工程上的应用。
指出钎焊和扩散焊具有很好的适应性，并对陶瓷与金属连接的研究前景进行了展望。
金属；连接方法（1980年~），男，黑龙江省佳木斯人，博士研究生。
黑龙江省教育厅项目（2016-KYYWF-0567）. All Rights Reserved.点金属（Ni 、W 、Fe 、Cr 、Mo ）进行活化处理，采用间接钎焊的方法，制造陶瓷电子管，该项技术于1940年获得专利，称之为德律风根法。
陶瓷的封接技术及研究进展
陶瓷的封接技术及研究进展摘要：介绍了陶瓷与金属连接的主要类型和种类* 对各种连接方法的机理、特点和影响因素进行了重点介绍。
关键词：陶瓷金属连接焊接1引言陶瓷与金属的封接，也称焊接（包括陶瓷与陶瓷的焊接），在现代工业技术中的应用有着十分重要的意义。
近年来，随着陶瓷材料的大规模研究开发，陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属的连接技术也越来越引起人们的关注（1-2）。
实现陶瓷与金属的有效连接可以进一步扩大陶瓷的应用范围，诸如电视显像管金属引线的封接，电子元件的封装，飞行器及导弹关键部位的连接等都属于陶瓷—金属封接的范围。
2 陶瓷与金属连接的主要类型陶瓷封装的方法很多，按待焊接材料A和B.是否相同，可以分为同种材料的焊接和异种材料的焊接。
但是还可以根据A、B.间结合材料的有无和种类进行分类。
几种典型的陶瓷封接类型如表所示。
3 陶瓷封接方法3.1 粘合剂粘结粘接具有固化速度快、使用温度范围宽、抗老化性能好等特点，被用于飞机应急修理、导弹辅助件连接、修复涡轮、修复压气机转子方面。
现在胶接技术在国内外都得到了广泛的应用。
一般来讲，陶瓷与金属采用胶接连接，界面作用力为物理力、化学键。
化学粘接较其它工艺得到的界面强度低，据文献+#, 报道：采用有机胶的接头强度小于150MPa，采用无机胶的接头强度小于10MPa，且允许使用的温度有一定的限制（一般低于200度）；但粘接技术用在修复上，周期短、工艺简单、修复效率高、成型性能好，因而在动力工程和航空工业中静载荷和超低静载荷中得到了广泛的应用。
3.2 激光焊接将能量密度甚高的激光用于陶瓷的封接，称为激光焊接。
陶瓷用激光焊接装置主要由二氧化碳激光器、反射镜和聚光镜以及预热炉几部分构成。
二氧化碳激光器发出的激光束经反射镜和聚光镜聚焦于试样表面。
预热炉用于预热试样以避免激光照射的局部骤热而产生裂纹。
预热温度和焊接速度对焊接质量影响较大。
陶瓷制品的激光焊接，首先应考虑如何避免由加热、冷却速度和温度梯度所引起的热裂纹。
简述金瓷结合的机制
简述金瓷结合的机制金瓷结合是一种常见的金属陶瓷结合方法，广泛应用于工程领域。
其机制包括物理机制和化学机制两个方面。
物理机制：金瓷结合的物理机制主要是通过金属的熔化渗透和冷凝，将金属和陶瓷牢固地结合在一起。
具体过程如下：1.表面处理：首先，在陶瓷表面进行去污、喷砂或电化学抛光等处理，以提高其表面的粗糙度和活性，增加与金属的接触面积。
2.金属涂敷：将金属层涂敷在陶瓷表面，常用的金属包括钛、铝、铜、镍等。
金属涂敷可以通过电化学、物理气相沉积、热蒸发等方法来实现。
3.加热烧结：将涂敷有金属层的陶瓷进行高温加热处理。
在加热过程中，金属层熔化并渗透到陶瓷内部，与陶瓷形成金属-陶瓷界面。
4.冷凝固化：金属在陶瓷内部冷却凝固后，形成金属颗粒和陶瓷颗粒之间的金属-陶瓷界面，实现金属与陶瓷的结合。
化学机制：金瓷结合的化学机制主要是通过金属与陶瓷之间的化学反应，形成金属-陶瓷界面。
具体机制如下：1.化学反应：金属表面的原子或离子与陶瓷表面的原子或离子发生化学反应，形成新的化合物或溶解析出的物质，从而改变金属与陶瓷的界面性质。
2.扩散：在加热过程中，金属和陶瓷之间发生原子扩散，使化合物的生成面积扩大，增强金属与陶瓷的结合强度。
3.金属-陶瓷界面的形成：在化学反应和扩散的作用下，金属和陶瓷之间形成均匀的界面，界面上有金属的形成区、反应区和扩散区，形成金属颗粒和陶瓷颗粒之间的结合。
综上所述，金瓷结合的机制包括物理机制和化学机制两个方面。
物理机制主要是通过金属的熔化渗透和冷凝，将金属和陶瓷结合在一起；而化学机制则是通过金属和陶瓷之间的化学反应和原子扩散，形成金属-陶瓷界面。
这种结合机制使金属和陶瓷之间形成牢固的结合，提高了材料的强度和耐磨性，广泛应用于工程领域。
金属陶瓷复合材料的力学性能和应用
金属陶瓷复合材料的力学性能和应用金属陶瓷复合材料是一种新型的材料，具有独特的力学性能和
应用价值。
本文将从力学性能和应用两个方面对金属陶瓷复合材
料进行分析。
1、力学性能
金属陶瓷复合材料的力学性能主要包括强度、硬度、韧性和耐
磨性等方面。
一般来说，金属与陶瓷的组合可以使材料既具有金
属的强度和韧性，又具有陶瓷的硬度和耐磨性。
例如，钨钢复合材料具有高强度、高硬度和高耐磨性，是极好
的刀具材料；钨铁热障复合材料具有较高的热稳定性和耐磨性，
可用于高温环境下的摩擦零件等；不锈钢陶瓷复合材料则具有较
高的耐腐蚀性。
2、应用
金属陶瓷复合材料的应用范围广泛，主要在航空、航天、电力、机械、化工等领域。
以下是一些应用案例：
(1)航空领域
飞机零件中，需要同时考虑材料的轻量化和力学性能，金属陶瓷复合材料在此方面有很好的应用前景。
例如，铝陶瓷复合材料可用于制造高温静叶环等；钛合金陶瓷复合材料可用于制造航空发动机部件等。
(2)化工领域
化工领域中，材料要求较高的化学稳定性和机械性能，金属陶瓷复合材料可作为替代方案。
例如，不锈钢陶瓷复合材料可用于制造高强度和耐腐蚀的化工泵和阀门等。
(3)电力领域
金属陶瓷复合材料的高耐磨性在电力领域中也有广泛的应用。
例如，使用陶瓷制成的电气绝缘件，具有较高的耐磨性和耐高温性，可用于高压开关等设备中。
总之，金属陶瓷复合材料是一种具有良好力学性能和广泛应用
前景的新型材料，可用于制造各种机械零件、工具和化学设备等。
随着技术的不断进步，金属陶瓷复合材料的应用范围将会不断扩大。
陶瓷与金属的连接技术
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。
陶瓷与金属间的焊接技术研究
随着现代科学技术的发展，陶瓷与金属异质材料的复合利用在航空航天、电子信息等领域具有广阔的应用前景。
但由于陶瓷与金属在热膨胀系数、热传导率、界面结合力等方面存在明显差异，直接焊接两种材料存在困难。
为实现陶瓷与金属的可靠连接，开展异种材料间的连接与界面控制技术研究具有重要意义。
陶瓷和金属之间存在显著的化学组成和原子排列结构的差异。
陶瓷主要由共价键和离子键组成，具有脆性断裂特点；而金属主要由金属键组成，可实现塑性变形。
陶瓷氧化铝的化学式为Al2O3，化学计量比为2：3；而金属铝的化学式为Al，不含氧原子，这两种完全不同的化学组成和结构导致陶瓷与金属间原子结合强度存在明显差异，直接焊接时，必须克服这种结构和组成差异，否则会导致连接强度不足。
陶瓷与金属之间在热物理性质上存在明显差异。
与金属相比，陶瓷具有较低的热导率、较小的热膨胀系数以及较慢的热应力释放速率。
具体来说，陶瓷材料的热导率通常在2030W/（m·K）左右，远低于金属材料的50400W/（m·K）；陶瓷的线膨胀系数约为（48）×10-6/°C，也明显低于金属的（1124）×10-6/°C；此外，陶瓷回散时间常为金属材料的10～100倍。
这些特性使陶瓷与金属直接焊接时，界面处会产生大量热应力。
另外，陶瓷与金属在熔点、热容量、密度等参数上也存在显著差异，这增加了选择合适焊接工艺参数的难度[1]。
陶瓷表面具有高度的化学稳定性和惰性，很难与活性金属实现良好的湿润。
陶瓷基体材料SiC的接触角可高达140°，而金属基体NiCrAl的接触角仅为30°左右，两种材料存在巨大的界面自由能差异，这会导致活性金属钎料与陶瓷基体之间的结合力较差。
Shi等研究表明，陶瓷表面存在的氧化硅等氧化物会降低其对钎料的湿润性。
此外，陶瓷表面的粗糙度也会影响其湿润性。
Ra约为1.5μm的陶瓷表面接触角显著高于0.18μm的光滑表面。
陶瓷基复合材料与金属连接的研究进展
专题综述 ｒ 掳 缛
陶 瓷 基 复 合 材 料 与 金 属 连 接 的 研 究 进 展
西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室（ 西安市 ７０７ ） １０２ 杨宏宝 李京龙 熊江涛 张赋升
摘要 陶瓷基复合材料是一种新兴 的热结构 材料 ， 解决其 自身及其 与金 属的连 接工艺 ， 是实 现其推 广应用 的 重要课题之一 。首先分析 了陶瓷基复合 材料 自身连接 及其 与金属连接的难点 ， 在此 基础上从 解决被 连接材料 的化
临着一 些 基本 的共 性 问题 ， 些 问 降低接头的连接强度 ， 以， 所 应尽可能控制产物 层 厚度 ； 由于制 备 工 艺 的原 因 ， Ｍ ｓ内部 及 连 接 表 ③ Ｃ Ｃ
面会存 在一 定量 孔 隙 ， 因此 ， 要 连接 材 料 在 连接 温 度 需 下 熔化 ， 在连 接前 为浆 料 等 流体 形 式 ， 或 以便 能 够填 充
Ｃ ｓ 接性 与物 理 匹配性 两方 面出 发 ， 述 了国 内 外 ＭＣ 连 综 对 Ｃ ｓ 接技 术 的最 新 进 展 ， 重对 连 接方 法 、 理 ＭＣ 连 着 机
及其 应用 进行 了介 绍 。
１ ＣＭＯ ｓ连接 的难 点
研究 表 明 ， 实现 Ｃ ｓ自身 及其 与金 属 的可靠 连 要 ＭＣ 接， 应解 决 以下 几 个 问 题 ： 在 连 接 温 度 下 ， 接 材 料 ① 连 （ ＭＣ ） 被 连 接 材 料 （ ＭＣ 或 金 属 ） 产 生 化 学 反 Ｃ ｓ与 Ｃ ｓ 可 应 ， 而在两 材料 界 面上形 成 较 强 的化 学 键 ； 由于 界 从 ② 面反应 的产 物 一 般 为 硬 脆 相 ， 较 厚 的硬 脆 相 产 物 层 且
纳为 两 个方 面 ： 学 相 容 性 与物 理 匹 配 性 。前 者 是 指 化 被连 接 材料 能够 在 连 接 界 面 上 比较 容 易 地 （ 比较 低 的
金属陶瓷材料
金属陶瓷材料
金属陶瓷材料是一种特殊的复合材料，具有金属和陶瓷两种材料的特性。
它将
金属的导电、导热、韧性等特点与陶瓷的高温、耐磨、耐腐蚀等特性相结合，因此在工程应用中具有广泛的用途。
首先，金属陶瓷材料具有优良的耐高温性能。
由于陶瓷的高熔点和金属的导热
性能，金属陶瓷材料能够在高温环境下保持稳定的性能，不易软化变形，因此在航空航天、汽车发动机等高温环境下得到广泛应用。
其次，金属陶瓷材料具有优异的耐磨性能。
陶瓷的硬度高，金属的韧性好，二
者结合后能够有效抵抗磨损，因此在制造机械零部件、刀具等领域有着重要的应用价值。
此外，金属陶瓷材料还具有良好的耐腐蚀性能。
陶瓷的化学稳定性以及金属的
导电性能使得金属陶瓷材料能够在腐蚀性环境中长期稳定运行，因此在化工、海洋工程等领域得到广泛应用。
在工程应用中，金属陶瓷材料的制备方法多样，常见的有烧结法、热等静压法、溶胶-凝胶法等。
这些制备方法能够有效控制金属与陶瓷的相互作用，使得复合材
料具有更优异的性能。
总的来说，金属陶瓷材料具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等优异性能，是一种在工
程领域具有广泛应用前景的复合材料。
随着科学技术的不断发展，相信金属陶瓷材料在未来会有更多的创新和突破，为人类社会的进步做出更大的贡献。
简述金瓷结合的机制
简述金瓷结合的机制金瓷结合是一种焊接工艺，它是通过在金属表面涂上一层金属陶瓷复合材料，然后在高温下烧结，将陶瓷与金属紧密结合在一起。
金瓷结合技术主要用于各种金属材料与陶瓷材料的连接，广泛应用于工程结构、航空航天、汽车制造、医疗设备等领域。
金瓷结合是一种可靠的连接技术，它具有以下优点：1.结合强度高：金瓷结合具有很高的结合强度，因为在烧结过程中，金属和陶瓷可以互相渗透形成金属陶瓷结合层，从而提高了结合的强度和可靠性。
2.耐高温性好：金瓷结合材料可以在高温环境下使用，具有良好的耐热性和抗热震性能，不易破裂或脱落。
3.耐腐蚀性好：金瓷结合材料具有很好的耐腐蚀性，能够抵御许多酸性和碱性介质的侵蚀。
4.结构简单：金瓷结合工艺简单，加工过程中无需额外操作，提高了生产效率和降低了成本。
5.可实现多种材料的连接：金瓷结合技术可以连接不同材料的金属和陶瓷，使得材料的选择更加灵活多样。
金瓷结合的机制如下：1.表面处理：首先，金属表面需要进行处理，以去除氧化膜和其他污染物，并增加表面粗糙度，以提高结合性能。
常用的表面处理方法包括研磨、抛光、酸洗等。
2.涂覆金属陶瓷复合材料：在金属表面上喷涂一层金属陶瓷复合材料，通常是采用喷涂、堆焊、热喷涂等方法将金属陶瓷粉末喷射到金属表面。
金属陶瓷复合材料一般由金属粉和陶瓷粉按一定比例混合制成，具有较高的烧结活性和机械性能。
3.烧结过程：将喷涂的金属陶瓷复合材料与金属基材一起在高温下进行烧结。
在高温下，金属粉和陶瓷粉之间会发生相互反应和扩散，形成金属陶瓷结合层。
烧结温度和时间一般根据金属和陶瓷的特性以及结合要求来确定。
4.冷却和加工：烧结完成后，陶瓷与金属紧密结合，形成金瓷薄层。
然后，冷却金瓷结合的物体，并根据需求进行后续加工和检测。
需要注意的是，金瓷结合的成功与否和结合剂的选择和质量有很大关系。
常用的金属陶瓷复合材料包括金属-氧化物复合材料、金属-碳化物复合材料、金属-硼化物复合材料等。
陶瓷与金属的焊接技术
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。
《玻璃(陶瓷)与金属阳极键合界面结构及力学性能》范文
《玻璃（陶瓷）与金属阳极键合界面结构及力学性能》篇一一、引言随着现代科技的发展，玻璃（陶瓷）与金属的键合技术已成为众多领域中不可或缺的工艺。
这种键合技术不仅在电子封装、生物医疗器材等领域具有广泛的应用，同时也涉及到多种不同材料的界面结构和力学性能的探究。
本文主要就玻璃（陶瓷）与金属阳极键合界面的结构以及其力学性能进行探讨，旨在为相关领域的研究和应用提供理论依据和参考。
二、玻璃（陶瓷）与金属阳极键合界面结构玻璃（陶瓷）与金属的阳极键合是一种通过电化学反应实现两种材料之间牢固连接的工艺。
其界面结构主要包含以下几个部分：1. 金属表面层：金属表面经过适当的预处理后，会形成一层具有高活性的表面层，这层表面层是阳极键合过程中的关键部分。
2. 玻璃（陶瓷）表面层：玻璃（陶瓷）表面也需要进行预处理，以增加其表面的活性，使其能够与金属表面发生有效的反应。
3. 键合层：在阳极键合过程中，金属和玻璃（陶瓷）之间会形成一种化学键合层，这种化学键合层具有很高的强度和稳定性。
4. 扩散层：在键合过程中，金属和玻璃（陶瓷）中的元素会发生相互扩散，形成一种扩散层，这有助于提高键合界面的力学性能。
三、玻璃（陶瓷）与金属阳极键合的力学性能玻璃（陶瓷）与金属阳极键合的力学性能主要表现在以下几个方面：1. 抗拉强度：阳极键合后的界面具有较高的抗拉强度，这得益于界面处形成的化学键合层和扩散层。
2. 剪切强度：在承受剪切力时，键合界面能够保持较高的强度，表现出良好的剪切性能。
3. 冲击韧性：由于键合界面的稳定性较高，因此具有良好的冲击韧性，能够在受到冲击时抵抗断裂。
4. 疲劳性能：经过长期的疲劳测试，玻璃（陶瓷）与金属阳极键合的界面依然能保持良好的力学性能。
四、结论通过对玻璃（陶瓷）与金属阳极键合界面结构及力学性能的研究，我们得出以下结论：1. 玻璃（陶瓷）与金属的阳极键合是一种有效的连接技术，其界面结构主要由金属表面层、玻璃（陶瓷）表面层、键合层和扩散层组成。
陶瓷材料在金属冶炼中的应用
04
陶瓷材料在金属冶 炼中的应用
陶瓷坩埚在金属熔炼中的应用
坩埚是熔炼金属的容器，陶瓷坩埚因 其耐高温、化学稳定性好的特点，被 广泛应用于金属熔炼领域。
陶瓷坩埚对金属元素具有较高的化学 稳定性，能够减少杂质元素的引入， 提高金属纯度。
陶瓷坩埚能够承受高温环境，保证金 属熔炼过程的稳定进行。
陶瓷坩埚具有较低的热导率，能够减 缓熔融金属的冷却速度，有利于金属 的细化。
三彩、青瓷、白瓷等。
02
近代陶瓷
随着科技的发展，人们开始探索新型陶瓷材料，如高温结构陶瓷、功能
陶瓷和复合陶瓷等。这些新型陶瓷材料在航空航天、能源、环保等领域
得到了广泛应用。
03
现代陶瓷
现代陶瓷材料向着高性能、多功能、环保和智能化方向发展。新型陶瓷
材料的不断涌现，为金属冶炼等领域提供了更多的选择和应用机会。
电绝缘性
陶瓷材料具有良好的电绝缘性，可用于制造 绝缘器件。
耐磨性
陶瓷材料具有较高的硬度和耐磨性，不易被 磨损。
化学稳定性
陶瓷材料具有较好的化学稳定性，不易与酸 、碱等化学物质发生反应。
陶瓷材料的发展历程
01
古代陶瓷
陶瓷起源于中国，早在公元前11世纪的商代中期，就出现了原始瓷器。
随着时间的推移，陶瓷制作技术和艺术水平不断提高，形成了著名的唐
陶瓷材料在金属冶炼 中的应用
汇报人：可编辑
2024-01-06
目录
CONTENTS
• 引言 • 陶瓷材料概述 • 金属冶炼技术简介 • 陶瓷材料在金属冶炼中的应用 • 陶瓷材料在金属冶炼中的优势与
挑战 • 结论
01
引言
背景介绍
01
金属冶炼是工业生产中的重要环 节，随着科技的发展，对金属冶 炼效率和环保性的要求越来越高 。
陶瓷组装部件的先进钎焊技术
激光钎焊技术
激光钎焊技术是一种利用激光束将陶瓷和金属连接在一起的焊接技术。激光钎焊技术可以实 现快速、高效、高质量的焊接，并且对环境的影响较小。
激光钎焊技术适用于各种需要高质量焊接的陶瓷和金属材料，如氧化铝、氮化硅、碳化硅等 陶瓷材料和不锈钢、钛、镍等金属材料。
料。
高温钎焊技术的优点是连接强度高、密 封性能好、耐高温性能优异，适用于高 温、高压、腐蚀等恶劣环境下的应用。
真空钎焊技术
真空钎焊技术是一种在真空环境下将陶瓷和金属连接在一起的焊接技术。 由于真空环境下没有氧气，因此不会产生氧化和腐蚀问题，可以获得更 好的焊接质量。
真空钎焊技术适用于各种需要无氧环境下进行焊接的陶瓷和金属材料， 如氧化铝、氮化硅、碳化硅等陶瓷材料和不锈钢、钛、镍等金属材料。
优化复合材料的表面处理
对复合材料表面进行适当的处理，以提高其与陶瓷材料的结合力。
04
先进钎焊技术在陶瓷组 装部件的应用
高温钎焊技术
高温钎焊技术是一种在高温下将陶瓷和 金属连接在一起的焊接技术。由于陶瓷 和金属的热膨胀系数不同，需要在高温 下进行焊接以减小热膨胀系数的差异对
焊接质量的影响。
高温钎焊技术适用于各种陶瓷和金属材 料的连接，如氧化铝、氮化硅、碳化硅 等陶瓷材料和不锈钢、钛、镍等金属材
激光钎焊技术的优点是焊接速度快、效率高、接头质量稳定可靠，同时还可以实现自动化和 智能化的焊接生产。
05
钎焊技术在陶瓷组装部 件的挑战与前景
钎焊技术的挑战
材料匹配性
陶瓷和金属的物理和化学性质差异大，对钎焊材 料的要求高。
温度控制
液态金属与陶瓷界面润湿性的研究进展
液态金属与陶瓷界面润湿性的研究进展液态金属与陶瓷之间的界面润湿性是一个重要的研究领域。
液态金属在陶瓷材料应用中具有广泛的用途，例如用于粘接陶瓷和金属之间的结合，或者在陶瓷涂层中起到润湿和渗透的作用。
因此，研究液态金属与陶瓷界面润湿性对于优化金属与陶瓷复合材料的性能具有重要意义。
近年来，关于液态金属与陶瓷界面润湿性的研究逐渐增多，主要包括以下几个方面的进展：1.界面反应机制：液态金属与陶瓷之间的润湿性主要取决于界面反应机制。
一些研究通过表征界面的形态和化学组成来揭示界面润湿性的机制。
例如，研究者通过原子力显微镜（AFM）和电子能谱（XPS）等技术研究液态金属在陶瓷表面的扩散和原子间相互作用，以了解金属与陶瓷之间的界面化学反应过程。
2.界面结构与性能：界面结构对液态金属与陶瓷界面润湿性的影响也是研究的重点之一、研究者通过高分辨率透射电镜（HRTEM）等技术对界面结构进行观察和分析，并探索界面结构与润湿性能之间的关系。
此外，一些研究还通过模拟和计算方法，如分子动力学模拟（MD）和密度泛函理论（DFT），来研究界面结构的变化对润湿性能的影响。
3.界面改性技术：为了改善液态金属与陶瓷界面的润湿性，研究者提出了许多界面改性技术。
其中一种常用的方法是使用活性元素对界面进行改性，例如在陶瓷表面形成金属活性层，以提高金属与陶瓷之间的润湿性。
此外，还有一些研究通过界面电场调控、界面涂层改性等方式来改善液态金属与陶瓷界面润湿性。
4.应用研究：液态金属与陶瓷界面润湿性研究的进展也促进了金属与陶瓷复合材料在实际应用中的发展。
例如，在陶瓷涂层方面，一些研究通过调控液态金属与陶瓷界面润湿性，实现了液态金属涂层在陶瓷基体上的有效润湿和渗透。
另外，在陶瓷和金属的连接技术方面，也有研究通过调控液态金属与陶瓷界面润湿性，实现了陶瓷和金属之间可靠的连接。
总的来说，液态金属与陶瓷界面润湿性的研究进展包括界面反应机制、界面结构与性能、界面改性技术和应用研究等方面。
陶瓷膜管与金属材料连接的研究
陶瓷膜管与金属材料连接的研究摘要：本研究针对现有除尘装置的现状，在广泛调研和理论研究的基础上，将无机膜分离技术引入除尘装置的研究开发，该装置中的关键部分:陶瓷膜管与金属管板的连接存在不少问题。
通过对现有陶瓷一金属连接方法的考察，发现陶瓷-金属在焊接上存在很多技术困难，由于粘接方法具有简单，成本低，适应性广泛、便于批量生产等特点，本研究采用粘接技术对陶瓷-金属进行连接。
关键词：陶瓷膜管金属粘接连接1、陶瓷--金属连接概述陶瓷是人们生活和现代化建设中不可缺少的一种材料，它与金属材料、有机高分子材料并称为当代三大固体材料，并被列为二十一世纪优先发展的关键领域之一。
科学技术的发展使各类相对独立的材料(如金属、陶瓷、高分子等)相互渗透、相互结合，陶瓷-金属连接技术正是随着多学科的交叉而形成和发展起来的，是材料的应用和延伸，是一门工艺性和实用性都很强的基础技术。
陶瓷材料的开发、应用为工程选材开辟了新的领域。
航空航天、能源、电子、汽车、机械和化工产业迫切要求材料具备高强度、高韧性、耐高温、抗氧化、耐磨损、抗腐蚀、高温蠕变小等优良性能，为了满足这种日益高涨的需求，多年来，研究人员进行了大量的基础研究和应用开发工作，并进行了不懈的努力，在材料制备工艺和材料性能以及实际应用等方面取得了很大的进展和令人欢欣鼓舞的成就。
陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损以及抗绝缘性好等优点使其在高温结构领域中占有非常特殊的地位；但是由于其脆性大、延性低、难以变形和切削加工等，使陶瓷的进一步广泛应用受到了限制。
因此将陶瓷与金属进行连接，既可以发挥陶瓷的优点，又可以满足塑性和延性的要求，连接所得复合构件可以兼顾两者的特性。
从广义上讲陶瓷与金属材料的连接_「艺最早起源于十五世纪我国明代景泰蓝制作，到十九世纪八十年代西方出现电气陶瓷金属化专利，牢固的连接技术始于二十世纪三十年代，当时德国首先研制成功了一种陶瓷金属化工艺并应用到电子管外壳的连接上。
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在连接金属与陶瓷方面的进步张勇封迪何志勇陈喜春（中国，北京100081，高温材料研究所，中心钢铁研究所）摘要：连接陶瓷和金属的方法的研究和发展，特别是铜焊、扩散连接和局部过渡液相扩散焊,做了简要的介绍，提出了一些看法。
对于新的复合材料的出现，发展新的结合方法尤其是在高温技术领域结合陶瓷形成超合金是很必要的。
关键词：陶瓷、金属、连接、发展。
陶瓷因其低密度、高强度和优良的耐高温性能，广泛适用于航空、冶金领域。
特别是在高温技术方面，陶瓷和陶瓷基复合材料比金属拥有更多的优点。
但陶瓷具有低韧性，并且制造复杂的部分很困难。
因此，为达到要求【1,2】，生产金属陶瓷复合材料零件是合理的。
在下文中，讨论的是集中连接方法的发展，尤其是将碳化硅、硅、氮加入到金属中。
1、金属和陶瓷的主要连接方法迄今为止，已经开发出几种连接金属和陶瓷的方法【3】，比如机械机械连接、粘着剂结合、摩擦焊【4】、高能束焊接【5】、微波焊接、超声波焊接【6】、爆炸焊接【7】、反应连接、燃烧反应连接【8】、场辅助粘结【9】、铜焊、扩散连接【10】、瞬间液相扩散焊（TLPB）和局部瞬间液相扩散焊（PTLPB）等。
每种技术都有其特点，并且机械加入、钎焊和扩散连接是主要方法。
具有钎焊和扩散连接优点的PTLPB，是一种很有前途的技术。
1.1机械加入机械加入常用于往金属中加入陶瓷,树脂基复合材料、陶瓷基复合材料(cmc)或炭/炭复合材料，它有两种基本类型：螺栓连接和热覆盖。
机械加入对于SiC的提升是一种很重要的方法。
最近，通过机械加入的方法制造出许多应用在高温条件下的碳化硅复合材料零件，并且一些其他的连接方法也几乎可以使用。
但机械加入也有其缺点，比如低气密性和高加工成本。
由于热应力的存在，导致热覆盖的应用仅局限在低温下使用的零件。
同样，由于应力集中、孔的位置、连接部件在高温下的性能以及它们同基体材料的匹配性的原因，通过机械加入加入陶瓷基复合材料方法的应用，特别是往金属中加入纤维增强复合材料( C,/SiC,SiCf/SiC)，受到了限制。
打破陶瓷基复合材料的限制是很困难的，并且加工过程中常常出现错误，从而使复合材料降级。
因此，为使金属陶瓷或是陶瓷基金属复合材料高温复合零件应用更好，发展更好的连接技术是很必要的。
1．2钎焊所谓钎焊，就是将填充金属熔化并推动液体填充物填充到隙中形成一个结头。
与其他连接技术相比，钎焊因温度低因而具有对连接材料低影响的优点，所以它能连接精密、复杂部件和其他材料，但是填充材料的熔点限制了复合材料部件的使用温度。
目前，钎焊是最适合加入复合材料的方法之一。
为通过使用钎焊连接陶瓷和金属，提高填充材料和陶瓷的粘着性（可湿性）是一个关键因素。
为了提高可湿性，一种方法是预先在陶瓷表面镀上金属涂层（例如，钼-锰技术），另一种是在填料中混入活性元素。
活性元素包括镍、铝、钛、锆、铪、钍、钒、铌、钽和铬等等，它们可以与陶瓷反应形成一层反应层，从而实现金属与陶瓷的化学结合。
但是填充物中活性材料的含量必须合理，否则，节点处的脆性将增加。
例如，在银-铜-钛填充物中钛元素的含量在1.5%-5.0%之间，表一中列举了一些活性填充物。
为了往金属中加入纤维增强陶瓷基复合材料，它的相界面便由陶瓷/填充物、纤维/填充物，甚至是纤维/基层材料组成。
并且由于基材增强方式的不同，应力场也是相当复杂的。
参考【17】、【18】：利用银-铜-钛技术往金属中加入陶瓷基复合材料得出纤维垂直于界面方向上的切变强度大于纤维平行于界面上切变强度的介绍。
另外，另一个重要的原因是，忽略了当纤维垂直于界面的时候陶瓷基和纤维都能加入到金属中，而当纤维平行于界面时只有陶瓷基可以加入到金属中。
所以节点强度降低。
尽管钎焊的原理是一样的，但不同的金属材料在具体方面强调的重点不同。
使用银-铜-钛，加入主要靠反应实现，但是使用另外一种填充材料，主要通过填充材料渗入到陶瓷中实现物理加入。
例如，参考【19】，使用镍基填充物钎焊碳化纤维增强碳化硅复合材料和镍的介绍。
实验在真空中、1300摄氏度、20兆帕的单轴压力下完成。
结果表明，填充材料融化并渗入到多孔的3D-Cf/碳化硅中，而且连接强度很高。
但是，如果使用同样的试验参数，往镍中加入2D-Cf/碳化硅，实验则经常失败。
失败是由锎/碳化硅和镍的热延展系数不同而产生热应力引起的。
为了消除金属和陶瓷钎焊后残余的热应力，引入夹层技术。
例如，何志勇使用由银-铜-钛填充材料和铜组成的复合夹层钎焊Si3N4和钢，在三点弯曲试验中其结合强度达到200兆帕。
另外，夹层可以消除孔隙或者在节点处对某些元素起到阻碍层的作用。
参考【20】使用72Ag-26Cu-2Ti（质量分数，%）填充材料往陶瓷基复合材料中加入Si-Ti-C-O的介绍，结果在相界面处发现孔隙而导致强度较低。
自嵌入72Ag-26Cu-2Ti金属薄片后，孔隙率下降且强度达到了259兆帕。
使用Ag-Cu-Ti填充物和可伐合金来加入氧化铝，P T Vianco发现在相界面处钛从填充物和陶瓷中分离出来。
而在表面镀上一层钼之后，钛的分离得到有效的改善，并且结合强度提同时得到提高。
在前面提及的，银-铜-钛填充物成功的用于连接金属和陶瓷方面。
在低温下，结合点缺点少、强度高，但是结合点的最大屈服温度仅仅在400-500摄氏度。
迄今，很多填充物可以在高温下使用（见表一），但由于连接强度低而限制了其应用。
通过夹层原料和方式的校正，无氧陶瓷和金属的结合强度得到明显的提升。
表一钎焊SiC用到的活性元素和填充物体系活性元素及其填充物钛基Ti, Ti-Cu , Ti-Ni , Ti-A1 ,Ti-Fe , Ti-Cu-Ni , Ti-Cu- Ag , Ti- A1-V , Ti-V-Zr镍基Ni, Ni-Cr, Ni-Ti, Ni-Mo, Ni-Nb, Ni-Si-Cr-Zr, Ni-W铝基Al, A1-Cu, Al-Si, Al-Si-Cu, A1-Ti, A1-V, A1-Cr, A1-Nb锆基Zr, Zr-Ni1.3扩散粘结扩散粘结是一种通过原子的扩散达到紧密连接的技术，在原料或夹层和原料之间甚至发生化学反应。
界面处原子的扩散通过几种机制进行，例如临近原子的置换、间隙原子的移动和空位的移动等等。
材料结合点处的表面必须干净平滑（粗糙度低于0.4微米）。
在中间温度（0.6Tm，Tm是被结合金属的熔点）时，连接时间可以保持几个小时，也可以在高温（0.8Tm）时保持几分钟粘结可以有嵌入式夹层，也可以没有。
夹层可以减少破裂、降低热残余应力和提高结合强度。
夹层由对陶瓷活性的元素制成，例如钛、铌、锆等。
表二列出了SiC和在不同结合强度下通过扩散粘结制成的铌结头的剪切应力。
表二扩散粘结SiC（Si）/铌结头的结合强度环境温度/K 压力/MPa 时间/ks 剪切强度/MPa1673 0.49 1.8 38（室温）真空 1673 1.96 1.8 87（室温）1673 1.79 1.8 52（1073K）A E Martinelli 研究了在没有夹层时SiC和钼的扩散粘结。
实验在真空中进行，温度在1200摄氏度到1700摄氏度之间，压力条件为单轴压力。
当试样在1250摄氏度保持两个小时，在试样的界面发现反应区包含Mo5Si3和Mo2S。
当结合温度超过1400摄氏度算时，形成Mo5Si3C和MoC。
但是在1500摄氏度下1小时和10MPa下，当结头降到室温时会发生破裂。
如果仅仅将结合时间缩短到10分钟，结头会更坚韧。
因此，得出这样的结论：延长结合时间，反应层增厚并且残余应力增大，最后结头断裂。
缩短结合时间，微缝隙减少且结合强度提高。
另外，微缝隙是由材料膨胀系数不协调和界面处过度反应产生的热应力引发的。
在没有夹层的情况下，R Larker利用热等压技术研究了TiN/Si3N4和Incoloy 909的扩散粘结。
在1200K下4小时和200MPa压力下，反应层由两层更薄的层组成，总厚度不超过1微米。
一层是大概100纳米的TiN连续层，另一层是临近超耐热不锈钢的莱弗斯相半连续层。
无夹层扩散粘结的优点是反应层薄结合强度高，但对于这种方法，高压和长结合时间是不可或缺的。
在图一中，展现了无夹层扩散粘结界面处微观变形的过程。
为了得到无夹层高结合强度，需要利用高温和高压使金属变形和减少界面上的空位。
人们都很清楚的知道，使用这种方法往金属中加入高弹性系数的陶瓷或者陶瓷基符合材料是不合理的。
利用Cu50Ti50B非晶箔和纯镍构成的夹层，翟阳等人研究了真空下陶瓷（Si3N4）和钢（40Cr）的扩散粘结。
结果发现最佳扩散条件是900摄氏度、压力30MPa及时间40分钟。
另外，也观察了非晶箔和镍之间的加强冶金反应，形成了许多细相。
但在插入一个钼片之后，反应受到了限制，切应力达到180MPa。
如此，提出一个新的扩散粘结模式：陶瓷/扩散反应夹层/阻碍层/缓释层/金属。
通过热等静压，陈正等人研究了Si3N4和Ni的扩散粘结，发现在没有夹层的情况下，抗弯强度仅达到27.3MPa，然而，加入一片FeNi合金片之后，抗弯强度达到了106.2MPa。
加入FeNi/Cu复合层之后，强度可以达到150MPa。
往夹层中加入锆和钽，张建军等人利用热压通过扩散粘结加入C f//SiC和GH128，结合强度达到110.9MPa。
扩散粘结使用于连接薄金属零件和陶瓷部件，另外，当结合温度过高时，结合处形成脆性混合物，它们的结构、分布、浓度影响着结合强度。
当今，在连接金属和陶瓷方面，发展出一种具有扩散粘结和钎焊优点的新技术，PTLPB。
1.4 局部液相扩散粘结在母材和夹层之间，PTLPB和TLPB都使用低熔点相以相互扩散和等温凝固形成节点，该节点具有均匀结构和高熔点的性质。
PTLPB是基于二元共晶系统加入合金和金属基复合材料，而对于TLPB，为形成共晶液相和高温湿陶瓷，需要一个夹层，从而限制了其应用。
之后，发展处PTLPB。
PTLPB和TLPB之间的不同之处在于，对PLPB，在夹层到金属中仅仅在局部形成液相，而对于TLPB，夹层全部融化，并且节点的形成是通过夹层和母材之间的相互扩散完成的。
PTLPB经常使用金属和合金制造夹层，这类夹层中间使用密集的高熔点金属或合金，边缘使用稀疏的低熔点金属或合金。
在结合过程中，边缘金属直接融化或者通过共晶反应形成液体，强结合点是通过原子的扩散和等温凝固形成的。
通过这种方式，液相加速结合，润湿陶瓷及界面处空位减少。
与扩散粘结相比，在PTLPB中，原子在液体中的移动更快，所以结合时间和结合压力降低。
同钎焊相比，PTLPB的相互扩散更明显、液相均匀凝固得到难容相。
陈正等人提出了PTLPB复合层的选择原则。
以结构Ｂ／Ａ／Ｂ为例，①Ａ或Ｂ是活性元素，夹层和母材之间发生界面反应，并且液相可以润湿陶瓷；②在结合过程中，如果只有Ｂ熔化，则结合温度只由Ｂ的熔点决定。