扩散焊试验方法与过程

材料间的扩散连接分为同类材料无中间层的扩散连接、不同类材料的无中间扩散层的扩散连接和加中间扩散层的扩散连接以及过渡液相的扩散连接等几种方式［3］。根据本接头为异种材料及材料的性质，试验采用加中间扩散层的工艺方法。中间扩散层的选择(设计)至关重要，其设计原则为：(1)熔点高，耐高温性能*；(2)能与碳化硅反应生成牢固的耐高温界面；(3)为减少接头的残余应力，中间层的热膨胀系数应与陶瓷相匹配；(4)避免与基体材料产生不希望的冶金反应。考虑以上四条原则，中间扩散层材料选择镍箔，添加适量的高纯硅。因为镍箔与碳化硅陶瓷有较*的湿润功能，且其热膨胀系数与碳化硅也较匹配，而硅元素又可降低接头处材料的熔点，有益于降低扩散焊接温度。
1.3.2　试验工艺参数的确定及工艺过程
　　如前所述，温度、压力、保温时间、连接工件的表面状态是影响扩散连接过程和接头质量的主要因素。考虑到TC4材料与SiC材料的熔点(TC4的熔点为1600℃左右)，扩散焊接温度选择在950～1050℃之间。在确保焊接接头不产生畸变的情形下，尽量加大压力，根据本试验件的尺寸大小，采用6.0～8.0MPa。保温时间根据温度高低和加压大小定在0.75～1h。TC4件的表面采用车削加工，其焊接端面的表面粗糙度Ra在0.4～0．8μm之间；SiC件表面磨削加工后采用化学浸蚀方法消除其表面的氧化膜等。
　　扩散焊接过程中，焊接件界面无污染物至关重要，因而采取了高纯度的氩气保护以防止氧化，扩散焊接过程在真空度达到10－3Pa的真空室中进行(真空度靠机械泵和扩散泵来保证)。