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Zr B2-Si C（ZS）陶瓷和TC4-Ti Bw（TTw）均具有低密度、高比强度和较高的高温性能,二者的连接结构应用于航空航天领域可大幅提高发动机性能。实现陶瓷/金属连接的最适用方法是活性钎焊,但陶瓷和金属热膨胀性能的不匹配会导致接头内部存在较大残余应力。基于此,本文通过软质钎料连接、复合钎料优化、陶瓷颗粒骨架中间层设计以及金属母材表面梯度层制备的方式缓解接头残余应力,提高接头的力学性能。采用具有较低弹性模量和屈服强度的Ag Cu钎料连接ZS/TTw,促进残余应力的释放。当工艺参数为820℃/5 min,ZS内的Si C和Zr B2表面分别生成Ti C/Ti5Si3双层界面层和Ti（s,s）层,原子间结合是ZS成功连接的关键;钎缝组织主要为Ag（s,s）、Cu（s,s）以及一些Ti Cu4和Cu（s,s）构成的块状Ti-Cu相。当连接温度升至910℃,Zr B2表面开始生成Ti B晶须;当温度进一步提高,Ti B的尺寸和长径比增大,Ti C/Ti5Si3组织消失;ZS界面反应随温度升高呈分阶段先后进行的特点,通过热力学推测了该界面反应机制。研究了工艺参数对ZS界面强度的影响,820℃/5 min的连接工艺参数可以确保足够的ZS界面强度,此时接头抗剪强度仅为5.4 MPa,限制接头力学性能的决定因素是残余应力。复合钎料方法通过向钎料内添加低膨胀相颗粒以减小钎缝的热膨胀、缓解接头残余应力。但具有高弹性模量和屈服强度的低膨胀相会增大钎缝的弹性模量和屈服强度,不利于残余应力的释放,即钎缝弹/塑性变形能力损失。为减少钎缝变形能力的损失,设计了Ag Cu+Nb B2复合钎料连接ZS/TTw。钎缝基体为Ag（s,s）和Cu（s,s）。Nb B2化学稳定性较高,与Ti界面原位反应仅生成了Nb B薄层与沿（-11-1）Nb B//（0-1-1）Ti B和[-314]Nb B//[12-2]Ti B方向外延生长的有限数量的Ti B晶须,整体组成了刺猬状Nb B2-Ti B结构作为低膨胀相,该结构能提高Nb B2颗粒与钎缝基体的界面强度;而且,Nb B2-Ti B结构与钎缝基体为非共格的晶体关系,难以促进钎缝基体的凝固形核及组织细化。Nb B2从多个方面减少了钎缝弹/塑性变形能力的损失。第一,相比于VI B族金属,Nb B2对活性元素Ti的消耗减少了Ti-Cu脆性金属间化合物的产生;第二,相比于碳/氮化物和非金属硼化物与Ti原位反应分别生成大量弥散分布的纳米态Ti C颗粒和Ti B晶须,Nb B2的原位反应产物Ti B晶须数量有限且集中分布在Nb B2颗粒表面,弥散分布程度要低,阻碍载荷传递和位错运动的能力弱;第三,异于碳/氮化物,钎缝无明显组织细化,不会加剧晶界对位错运动的阻碍。当试验参数为Ag Cu+2 wt.%Nb B2/820℃/5 min时接头强度最高（36.7 MPa）;此时接头断裂于ZS内部,力学性能仍受制于残余应力。在缓和接头热膨胀梯度的前提下,为进一步减少钎缝变形能力的损失,采用可浸入Si C陶瓷骨架（ISS）中间层辅助Ag Cu连接ZS/TTw。连接过程中,ISS中间层完全填充且Si C颗粒骨架结构没有被破坏,Si C颗粒聚集层形成;填充ISS之后多余的液态钎料生成Ag（s,s）和Cu（s,s）,构成了毗邻ZS和TTw母材的软质钎缝层;这就实现了低热膨胀Si C颗粒的空间可控分布,构建了软/硬交替的接头结构。在该结构中,Si C颗粒聚集在远离ZS的区域,可缓和接头热膨胀梯度;毗邻ZS区域的软质钎缝可通过优异的变形能力释放残余应力。连接温度升高促进ISS的填充,但温度过高将破坏Si C颗粒骨架结构;改变ISS孔洞率可以调控软质钎缝层的厚度以及自身界面反应的一致性。当ISS孔洞率为30 vol.%,工艺参数为820℃/5 min,接头强度最高（41.2 MPa）;此时接头断裂在Si C颗粒聚集区,即低膨胀聚集区对残余应力的承载能力不足限制了接头力学性能。在控制低膨胀相远离ZS母材的前提下,为提高低膨胀相聚集区的强韧性,首先通过真空炉熔覆的方式在TTw表面制备低热膨胀的应力缓解梯度层（SRGL）,之后再与ZS连接。熔覆材料选用Ti H2+Cu+W2B5粉体,制备过程中,Ti H2+Cu粉体扩散熔化,并与W2B5原位反应生成Ti B晶须和W（s,s）纳米颗粒。制备温度的升高促进SRGL致密度提高和W（s,s）的生成,但抑制Ti B形成。采用Ti H2+Cu+50 vol.%W2B5/900℃/10 min试验参数制备SRGL,之后采用Ag Cu Ti钎料在820℃/5 min实现了接头的高强度连接（96.4MPa）。此时,钎缝主要由Ag（s,s）和Cu（s,s）构成,有利于残余应力释放;低膨胀的SRGL远离ZS,而且具有较高的强韧性。Ti B晶须能够细化SRGL基体,进行细晶强化;低膨胀相对SRGL产生了晶须-颗粒联合和多尺度联合的第二相弥散强化。试验提供了有效缓解ZS/TTw钎焊接头残余应力的设计思路,并广泛适用于陶瓷和金属的钎焊连接,有利于提高陶瓷/金属接头的可靠性进而推动陶瓷/金属连接结构的实际工程应用。