唐清秋，张博文，钟志宏

（合肥工业大学 材料科学院与工程学院，安徽 合肥 230009）

Al-Si过共晶钎料的制备及其对核用SiC陶瓷的焊接研究

唐清秋，张博文，钟志宏

（合肥工业大学 材料科学院与工程学院，安徽 合肥 230009）

SiC是核聚变反应堆流道插件及结构材料的优秀候选材料。为了获得大尺寸的SiC部件，通过钎焊方法连接SiC，选择50Al-50Si合金作为钎料，研究50Al-50Si合金钎料的显微组织、力学性能及在真空1100℃×10min条件下对SiC陶瓷的钎焊性能。并在此钎料基体上加入不同含量（2%，6%，10%，14%）的Ti，研究Ti的加入对钎料显微组织性能及SiC陶瓷接头力学性能的影响。结果表明，Al-Si-Ti钎料能完成SiC陶瓷的连接而获得性能优异的接头。在Ti含量增加到6%时，接头剪切强度升高至138.98MPa，随着Ti含量增多，接头剪切强度又下降。

SiC陶瓷；钎焊；Al-Si-Ti钎料；剪切强度

0 前言

SiC陶瓷及其复合材料（Cf/SiC，SiC f/SiC）因自身热膨胀系数小、耐腐蚀性能好、热导率低及高温抗氧化性能优良等特点，成为反应堆包层材料中流道插件的首选材料[1-3]，如图1所示。

SiC陶瓷及其复合材料在核材料领域的应用前景会越来越明朗。而待解决的问题是灵活选择碳化陶瓷的焊接方法，使其在工业应用方面不再局限于简单构件。

图1 实验包层模块

钎焊方法是连接陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属的常用方法。SiC陶瓷及其复合材料的钎焊就是在钎料中加入活性元素（Zr，Hf，Nb，Cr，Ta，V 等)，使加入的活性元素与SiC陶瓷及其复合材料的界面发生反应，增加钎料对界面的润湿性，达到更好的连接效果。常用的钎料一般是Cu基活性钎料、Ag基活性钎料、Ni基活性钎料、Co基活性钎料以及Al基活性钎料。……