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收稿：2025-04-17，
修回：2025-06-15，
纸质出版：2026-10-20
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针对陶瓷/金属异质连接中因热膨胀系数（CTE）失配引发的残余应力问题，将负热膨胀材料Sc
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颗粒作为功能增强相引入Ag-Cu-
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Ti钎料体系，探究其对SiC基板润湿行为及界面反应的作用机制。采用固相烧结法制备Sc
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颗粒，以6 wt.%的固定添加量掺入Ag-Cu-
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Ti钎料，通过座滴法实验表征了不同Ti含量（
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=2~10 wt.%）钎料的接触角、铺展动力学及前驱膜演变规律。结果表明，适量Ti含量（6 wt.%）显著改善钎料润湿性，接触角由高Ti含量（10 wt.%）体系的42°降至28°，其归因于Ti元素在SiC界面处原位生成TiC、Ti
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反应层以及Sc
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对熔体粘度的协同调控作用。然而，过量Ti（
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6 wt.%）会因熔体粘度升高及S
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颗粒对Ti扩散路径的阻碍效应，导致润湿性能劣化。微观结构分析进一步揭示了Sc
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通过调控Ti活性元素的扩散动力学，影响界面反应产物分布及反应层连续性，进而决定接头力学可靠性。本研究为负膨胀系数颗粒（NTE）增强型钎料的设计及其在陶瓷/金属异质连接中的应用提供了理论指导。
This study addresses the residual stress issue in ceramic/metal heterogeneous joints caused by thermal expansion coefficient (CTE) mismatch by incorporating negative thermal expansion (NTE) material Sc
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particles into the Ag-Cu-
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Ti filler metal system. The mechanisms of Sc
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on the wetting behavior and interfacial reactions of the filler metal on SiC substrates were systematically investigated. Sc
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particles were synthesized via solid-phase sintering and uniformly dispersed (6 wt.%) into Ag-Cu-
x
Ti (
x
=2-10 wt.%) filler metals. The sessile drop method was employed to characterize the contact angle
spreading kinetics
and precursor film evolution. Results demonstrate that an optimal Ti content (6 wt.%) significantly enhances wettability
reducing the contact angle from 42° (10 wt.% Ti) to 28°
attributed to the in-situ formation of TiC/Ti
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reaction layers at the SiC interface and the synergistic regulation of melt viscosity by Sc
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. However
excessive Ti (
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6 wt.%) degrades wettability due to increased viscosity and hindered Ti diffusion caused by Sc
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particles. Microstructural analysis reveals that Sc
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modulates Ti diffusion kinetics
influencing the distribution and continuity of interfacial reaction products
which critically determines joint reliability. This work provides theoretical guidance for designing NTE particle-reinforced filler metals and their applications in ceramic/metal bonding.
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