陶瓷或陶瓷復(fù)合材料具有密度低、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕性能好 等一系列優(yōu)點(diǎn),是目前非常有發(fā)展前途的高溫結(jié)構(gòu)材料,其研究發(fā)展日益受到重視。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中,為了制造尺度大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零部件,常常需要將陶瓷或陶瓷復(fù)材進(jìn)行連接,包括自身的連接及其與金屬的連接。
就陶瓷金屬連接頭而言,由于陶瓷與金屬的熱物理性能不匹配,使得陶瓷金屬連接接頭在焊后往往產(chǎn)生巨大的殘余熱應(yīng)力,而且隨著被連接的陶瓷與金屬之間膨脹系數(shù)差越大,接頭的殘余熱應(yīng)力越大,致使接頭的強(qiáng)度越低;或者是隨著被連接金屬的熱膨脹系數(shù)與其彈性模量乘積增大,接頭強(qiáng)度下降。有很多學(xué)者利用數(shù)值模擬方法對(duì)該殘余熱應(yīng)力進(jìn)行了具體的計(jì)算,這些結(jié)果表明,在直接連接陶瓷金屬接頭殘余應(yīng)力分布存在著明顯的應(yīng)力集中。有效緩解接頭殘余熱應(yīng)力的是提高陶瓷金屬接頭性能必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
幾十年以來(lái),國(guó)內(nèi)外針對(duì)緩解陶瓷金屬連接接頭殘余熱應(yīng)力的方法開展了大量的工作,并且取得了一系列的進(jìn)展??傮w來(lái)看,緩解陶瓷金屬接頭殘余熱應(yīng)力的方法大體上課歸納為以下幾種:接頭梯度粉末連接方法、界面自蔓延高溫合成反應(yīng)梯度過(guò)渡層方法、復(fù)合釬料方法、夾具限制被焊金屬熱膨脹方法、多孔材料金屬纖維網(wǎng)緩沖材料法、軟性硬性緩沖材料法、被焊的陶瓷表層加工形成梯度結(jié)構(gòu)的方法等。