本发明涉及一种钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法。
背景技术：
1、自20世纪60年代中期，世界上第一部前视红外成像系统在美国问世以来，红外窗口材料可以大幅度提高飞机、潜艇等装备的作战能力，特别是增强了在烟雾、夜间等环境下的作战能力。此外，装有红外光电系统的的平台通常要求在高温、高压、热冲击、风砂、雨雪等恶劣环境中服役，高性能的红外窗口需要将光电系统与外部环境隔离开，从而保护红外光电系统。因此红外窗口材料需要具有良好的红外透明性能以及良好的机械性能。y2o3-mgo纳米复相陶瓷具有出色的中波红外透过性能、极低的高温辐射系数、优良的高温力学性能和抗热震性，使其有望成为未来高速飞行器红外窗口的极佳候选材料。
2、目前y2o3-mgo复相陶瓷与金属的连接大多使用胶接、螺柱连接。在使用胶接技术，工艺简单易操作，但是存在强度较低，抗热震能力差、长时间放置易老化等问题，降低了接头的可靠性。采用螺柱连接时，需要给陶瓷打上螺纹孔，导致接头气密性降低，且存在应力集中的问题。
技术实现思路
1、本发明为了解决y2o3-mgo复相陶瓷与金属钎焊连接强度低，并提高连接接头气密性的问题，提出一种采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法。
2、本发明采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法按照以下步骤进行：
3、一、y2o3-mgo复相陶瓷和待焊金属的焊前处理：
4、分别将y2o3-mgo复相陶瓷和待焊金属切割成预定尺寸，分别对y2o3-mgo复相陶瓷的待焊面和待焊金属的待焊面进行砂纸打磨和超声清洗；
5、所超声述清洗工艺为：将打磨后的y2o3-mgo复相陶瓷和待焊金属放入清洗剂中，在100khz的超声清洗机中超声清洗5-10min，更换新的清洗剂并重复清洗2～3次，将清洗后的y2o3-mgo复相陶瓷放入丙酮中液封备用；
6、所述待焊金属为tc4钛合金；
7、所述清洗剂为无水乙醇或丙酮；
8、所述进行砂纸打磨过程中采用400～3000目的砂纸逐级打磨；砂纸打磨步骤能够去除表面杂质并保证待焊接面光滑平整；
9、二、tizrnicu活性钎料焊前处理：
10、取粉末状的tizrnicu活性钎料或箔片状的tizrnicu活性钎料；需将箔片状的tizrnicu活性钎料裁剪至预定尺寸，保证tizrnicu活性钎料大于y2o3-mgo复相陶瓷的待焊面，并对箔片状的tizrnicu活性钎料的两个表面进行打磨和清洗；
11、所述的tizrnicu活性钎料成分中，cu含量15～26wt％，zr含量19～27wt％，ni含量7～13wt％，其余为ti；
12、所述箔片状的tizrnicu活性钎料的厚度为3～10μm；
13、所述打磨过程采用1500～5000目砂纸进行打磨；
14、所述清洗工艺为：将打磨后的箔片状的tizrnicu活性钎料放入清洗剂中，在100khz的超声清洗机中超声清洗5-10min，更换新的清洗剂，重复清洗2～3次；
15、所述清洗剂为无水乙醇或丙酮；
16、三、待焊件装配：
17、将tizrnicu活性钎料置于y2o3-mgo复相陶瓷与待焊金属之间，得到装配件；
18、四、真空钎焊连接：将装配件放入真空钎焊炉中，进行钎焊；
19、所述进行钎焊过程中真空钎焊炉的真空度为5×10-3pa；
20、所述钎焊的工艺为：首先以5～15℃/min的速率升温至600℃，然后以5～15℃/min的升温速率加热至850～1000℃并保温10～30min，然后以≤5℃/min的降温速率冷却至150℃以下，取出试样，完成钎焊。
21、本发明的原理及有益效果为：
22、本发明中tizrnicu钎料的热膨胀系数为10～15×10-6/k，tc4钛合金的热膨胀系数在11～12×10-6/k，y2o3-mgo复相陶瓷的热膨胀系数在10～11×10-6/k，三者热膨胀系数差异较小，会减小热膨胀系数失配而导致的应力集中问题，焊接过程中残余应力较小，接头不容易产生裂纹，有利于提高焊接质量。tizrnicu钎料熔点可达870℃以上，这也使得焊接接头可以满足高温服役以及高温热震的要求。
23、本发明中活性钎料tizrnicu可以与y2o3-mgo复相陶瓷以及金属发生反应，促进相互连接，得到可靠的接头。其中，tizrnicu活性钎料中zr元素向陶瓷母材中扩散，促进陶瓷与待焊金属之间的连接，zr、cu在陶瓷表面生成反应层，保证了钎焊接头的可靠性；从而，提升高速飞行器红外窗口的连接可靠性，奠定高性能y2o3-mgo复相陶瓷的应用基础。
24、本发明采用钎焊方法连接y2o3-mgo复相陶瓷与金属，获得的的焊接接头组织致密，无明显气孔、裂纹等缺陷，满足y2o3-mgo复相陶瓷与金属连接的气密性与连接强度的要求。
1.一种采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法按照以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤一所超声述清洗工艺为：将打磨后的y2o3-mgo复相陶瓷和待焊金属放入清洗剂中，在100khz的超声清洗机中超声清洗10min，更换新的清洗剂并重复清洗2次，将清洗后的y2o3-mgo复相陶瓷放入丙酮中液封备用。
3.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤二中所述的清洗工艺为：将打磨后的箔片状的tizrnicu活性钎料放入清洗剂中，在100khz的超声清洗机中超声清洗10min，更换新的清洗剂，重复清洗2次。
4.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤二所述的tizrnicu活性钎料成分中，cu含量22wt％，zr含量12wt％，ni含量13wt％，其余为ti。
5.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤二所述箔片状的tizrnicu活性钎料的厚度为6μm。
6.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤一中分别将y2o3-mgo复相陶瓷切割成4mm×4mm，待焊金属切割成6mm×10mm，分别对y2o3-mgo复相陶瓷的待焊面和待焊金属的待焊面依次采用400、600、800、1200、1500、3000目砂纸逐级打磨和超声清洗。
7.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤四所述钎焊的工艺为：首先以5～15℃/min的速率升温至600℃，然后以5～15℃/min的升温速率加热至910℃并保温10～30min，然后以≤5℃/min的降温速率冷却至150℃以下，取出试样，完成钎焊。
8.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤四所述钎焊的工艺为：首先以5～15℃/min的速率升温至600℃，然后以5～15℃/min的升温速率加热至970℃并保温10～30min，然后以≤5℃/min的降温速率冷却至150℃以下，取出试样，完成钎焊。
9.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤四所述钎焊的工艺为：首先以5～15℃/min的速率升温至600℃，然后以5～15℃/min的升温速率加热至930℃并保温10～30min，然后以≤5℃/min的降温速率冷却至150℃以下，取出试样，完成钎焊。
10.根据权利要求1所述的采用tizrnicu活性钎料钎焊y2o3-mgo复相陶瓷与金属的方法，其特征在于：步骤四所述钎焊的工艺为：首先以5～15℃/min的速率升温至600℃，然后以5～15℃/min的升温速率加热至950℃并保温10～30min，然后以≤5℃/min的降温速率冷却至150℃以下，取出试样，完成钎焊。
