钎焊是陶瓷与陶瓷和陶瓷与金属连接的最主要方式。由于大多数金属都不能直接润湿陶瓷,现有的钎焊技术都需要在陶瓷表面制备会降低接头性能的反应过渡层。Al是极少能直接润湿陶瓷的金属,但熔液表面的Al₂O₃氧化膜影响了其对陶瓷润湿行为的揭示和钎焊的实现。本论文选择Al/Si₃N₄体系,利用溅射薄膜作为钎料彻底消除了Al液表面氧化膜的干扰,通过Al-Ni双层薄膜钎料沉积顺序的不同研究了两方面的内容:在溅射Al薄膜不直接沉积于Si₃N₄表面（先沉积Ni层）的情况下,研究了Al熔液对Si₃N₄润湿行为并通过提高熔液的温度实现了Al对Si₃N₄陶瓷的无反应过渡层高温（850℃）直接钎焊;并在此基础上利用Al薄膜直接沉积于Si₃N₄时溅射粒子轰击的“润湿”作用,实现了在Al钎料在熔点附近（680℃）对Si₃N₄陶瓷的无反应过渡层直接钎焊。溅射Al薄膜不直接沉积于Si₃N₄表面的研究表明:1.与现有报道Al/Si₃N₄为反应润湿体系不同,Al液与Si₃N₄间存在三个阶段的相互作用:熔化后的Al液不能立即润湿Si₃N₄;当温度提高至750℃时,Al液开始了对Si₃N₄的润湿,润湿程度随着体系温度的提高而发展;温度升高到1050℃后,Al液和Si₃N₄产生明显的界面反应。2.由于已经彻底去除了氧化膜,在Al液不润湿Si₃N₄的680℃也能实现对Si₃N₄的直接钎焊,所获得的未润湿界面的剪切强度达到81MPa的较高值。随着钎焊温度的提高和体系润湿状态的改善,所获得的无反应过渡层直接钎焊接头的剪切强度逐步提高,从750℃时的116MPa,提高到850-950℃的超过150MPa,接头的剪切断裂也逐步由界面转移至Al-1.0 at%Ni合金的钎缝之中。进一步提高钎焊温度提高至1050℃后,由于Al液和Si₃N₄界面反应层的生成和断裂,接头的剪切强度显著降低,为40MPa。溅射Al薄膜直接沉积于Si₃N₄表面的研究表明:3.高能量溅射Al的直接轰击可获得Al薄膜对Si₃N₄的润湿效果,这种效果在Al薄膜熔化后仍旧能够保持,从而实现了Al和Al-Ni合金在熔化后的680℃对Si₃N₄陶瓷的钎焊。所获得接头的钎缝致密饱满,与陶瓷形成无反应过渡层的良好冶金结合。各含Ni钎缝接头的剪切断裂均产生于钎缝之中,纯Al钎焊接头的剪切强度为106 MPa,钎缝为Al-1.0at.%Ni亚共晶组织接头的强度提高到了148MPa,增加钎缝Ni含量至3.0at.%后,接头的强度因钎缝为共晶组织而略降低,为132MPa。论文的研究深化了Al对Si₃N₄润湿行为的认识,揭示了溅射Al薄膜对Si₃N₄的“润湿”作用,实现了Al-Ni合金对Si₃N₄的钎焊。