本技术涉及一种新型Ag-Cu-Ti-Zr-B活性复合钎料及其制备技术。该钎料由5-8%的Ti、2-5%的Zr和0.1-2%的B按质量百分比精确配比组成，旨在提升钎焊性能和应用范围。
背景技术
陶瓷具有熔点高，硬度高，耐高温，耐磨耐压，耐酸碱，导热系数高，热稳定性好，机械强度高等优点，在集成电路、宇航船舶、节能智慧型汽车、农业机械和生物医疗等领域应用广泛。然而，陶瓷硬度高，脆性大，易碎，加工困难，采用传统的加工成形工艺很难实现对其进行一次成形，多数采用的是对其进行分段、简易加工，然后与其进行复合，实现其对复杂构件的服役需求。陶瓷因其本身特性较难加工而在工程上的推广使用受限，而金属压塑性好、易加工成型的性能引起重视，同时金属/陶瓷在电子封装等方面也得到了越来越多的关注，因此将陶瓷与金属相结合成为研究热点。
目前，陶瓷/金属连接方法众多，主要包括机械连接、胶接、自蔓延高温合成连接、超声连接、钎焊、扩散连接、局部液相过渡连接等。其中，钎焊集众多优点于一身，比如操作简单，对接头尺寸和形式限制较小，工艺重复性好及接头强度较高等。因此，它往往作为实现陶瓷/金属可靠连接的首选方法。
陶瓷与金属钎焊是材料连接领域的重要研究方向，由于陶瓷和金属材料在物理和化学性能方面存在显著差异(如热膨胀系数、润湿性、化学稳定性等)，实现两者的可靠连接具有挑战性。目前，陶瓷金属钎焊研究的现状主要集中在以下几个方面：
(1)新型钎料的开发。为了提高陶瓷与金属的润湿性和界面结合强度，研究人员广泛使用含有活性元素(如钛、锆、铬、钽等)的钎料。这些活性元素可以与陶瓷中的氧化物、氮化物或碳化物反应，生成化学结合层，从而增强陶瓷与金属的连接。例如，Ag-Cu-Ti合金是常用的陶瓷-金属钎焊活性钎料，Ti作为活性元素可以与陶瓷中的氧化物形成氧化钛，改善润湿性和界面结合强度。
(2)界面反应与结合机制的研究。陶瓷金属钎焊的关键是界面处的反应产物及其结构。目前研究表明，钎料中的活性元素(如Ti、Zr)能够与陶瓷材料(如Al2
O3
、Si3
N4
、SiC等)反应，形成具有化学结合特性的化合物层，如TiC、TiN、TiO2
等。这些化合物层可以在界面处形成牢固的冶金结合，从而增强接头的强度和稳定性。
(3)残余应力与失效机制。由于陶瓷和金属的热膨胀系数差异大，钎焊过程中会产生残余应力，可能导致陶瓷材料开裂或接头失效。针对这一问题，研究者使用有限元模拟和实验测试相结合的方法，分析陶瓷金属接头中的残余应力分布，并探讨通过优化接头设计、选择合适钎料和控制钎焊工艺来降低残余应力的方法。
随着新型陶瓷材料(如氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅等)在电子、航空航天和核工业中的应用，研究者正积极探索这些陶瓷材料与金属的钎焊方法。针对不同陶瓷的化学特性，开发适用于各种陶瓷材料的钎料及钎焊工艺是当前的研究热点。陶瓷/金属钎焊的研究取得了许多进展，包括钎料的优化、界面结合机制的深入理解以及先进钎焊技术的发展。然而，仍然存在一些挑战，如高效降低残余应力、提高钎焊接头的长期可靠性等。未来的研究方向将主要集中在开发新型钎料、精细调控界面反应以及通过先进钎焊工艺来实现高性能陶瓷/金属接头。
实现思路