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SiO2-BN陶瓷具有优良的力学性能、透波性能和抗热震性能,实现其与Nb的连接可以推动二者在导弹天线罩上的应用。但是由于SiO2-BN陶瓷与Nb的物化性质差异较大,钎焊过程中会产生较大的残余应力。为了实现SiO2-BN陶瓷与Nb的可靠连接,本文采用TiNiNb活性钎料对SiO2-BN陶瓷与Nb进行钎焊连接,研究TiNiNb活性钎料在SiO2-BN陶瓷表面的界面反应机制,同时通过添加Si3N4多孔陶瓷中间层实现对钎焊接头界面组织的优化及接头残余应力的缓解,得到力学性能优良的钎焊接头。设计TiNiNb钎料在SiO2-BN陶瓷表面的润湿试验,研究TiNiNb活性钎料在SiO2-BN陶瓷表面的反应润湿机理。结果表明,润湿过程中,钎料中的Ti原子向SiO2-BN陶瓷表面偏聚,生成TiB2、TiN、Ti5Si3和Ti3O5等界面反应产物。TiNiNb活性钎料/SiO2-BN陶瓷体系的润湿性由界面反应产物决定,TiN和TiB2的形成以及含量是保证其润湿性的关键因素。SiO2-BN陶瓷界面反应产物中的TiN和TiB2含量越多,TiNiNb活性钎料/SiO2-BN陶瓷体系的润湿性越好。设计并添加了Si3N4多孔陶瓷中间层缓解SiO2-BN陶瓷和金属Nb的残余应力。研究了Si3N4多孔陶瓷中间层的厚度及钎焊工艺参数对接头界面组织及力学性能的影响,结果表明:随着Si3N4多孔陶瓷中间层厚度的增大,接头强度先增大后减小,当Si3N4多孔陶瓷中间层厚度为70μm时,接头抗剪强度达到最大值为64MPa。当钎焊温度为1180℃,保温时间为10min时,添加Si3N4多孔陶瓷中间层的钎焊接头典型界面组织为:Nb/TiNi-(βTi,Nb)+Ti2Ni+Ni9Ti3Nb8/Si3N4+TiN+Nb3Ni2Si/TiNi+Ni9Ti3Nb8/TiN+TiB2+Ti5Si3+Ti3O5/SiO2-BN陶瓷。基于Si3N4多孔陶瓷中间层缓解界面残余应力的机制,设计了双层Si3N4多孔陶瓷中间层结构,并对接头力学性能的影响进行分析。当添加等厚度Si3N4多孔陶瓷中间层时,随着Si3N4多孔陶瓷中间层厚度的增加,接头抗剪强度逐渐提高。当单层厚度为80μm时,接头的抗剪强度最大为80MPa。当添加不等厚Si3N4多孔陶瓷中间层,中间层厚度依次为70μm,90μm时,接头抗剪强度最高为88MPa。采用复合材料力学的相关理论对Si3N4多孔陶瓷中间层及钎缝组织的弹性模量和线膨胀系数进行理论计算,同时对接头各部分的残余应力进行评估,并通过有限元数值模拟对理论计算结果进行验证。结果表明,添加Si3N4多孔陶瓷中间层后,接头中残余应力峰值从SiO2-BN陶瓷内部转移到钎缝组织中。采用TiNiNb钎料直接钎焊SiO2-BN陶瓷和Nb时,接头中的残余应力峰值为381MPa,添加不等厚双层Si3N4多孔陶瓷中间层时,接头中的残余应力峰值减小到163MPa,降低了57%。