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收稿：2023-03-10，
纸质出版：2023-04-20
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钛合金因其优异的性能，如密度低、耐高温、优异的蠕变和耐腐蚀性等，在航空航天、能源、汽车、建筑、包装与交通运输等诸多领域中得到了广泛应用。然而传统钛合金的高温性能较低，将钛合金与陶瓷连接起来制备成复合结构有助于获得质量较轻、高温性能优良的构件。钎焊在医疗、电力电子和汽车等领域应用广泛，被各国学术界认为是陶瓷/金属异质连接中最有效、最具有发展潜力的连接方式。综述了钛合金与Al
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O
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、ZrO
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等常见陶瓷及ZrB
2
-SiC及ZrC-SiC等陶瓷基复合材料的钎焊技术研究现状，并介绍了如中间层法等常用的缓解钛合金与陶瓷接头中残余应力的方法，阐述了中间层与复合钎料中增强相的选取，最后指出钛合金/陶瓷异质钎焊技术研究和发展过程中存在的不足，并展望了钛合金/陶瓷异质钎焊技术未来的发展方向，为钛合金/陶瓷异质材料连接的相关研究和工程应用提供理论依据和技术支撑。
Titanium alloys have been widely used in many fields such as aerospace
energy
automotive
construction
packaging
transportation
and other fields due to their excellent properties
such as low density
high temperature resistance
excellent creep and corrosion resistance. However
the high-temperature performance of traditional titanium alloys is relatively low. Connecting titanium alloys with ceramics to prepare composite structures can help to obtain components with light weight and excellent high-temperature performance. However
large differences in physical and chemical properties of dissimilar materials often lead to difficulties in joining. Brazing is one of the most widely used methods for connecting materials in the manufacturing industry
and is widely used in medical
power electronics
and automotive fields. Academics around the world believe that brazing is the most effective and promising connection method for ceramic/metal heterogeneous connections. This article summarizes the current research status of brazing titanium alloys to common ceramics such as Al
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O
3
and ZrO
2
and ceramic matrix composites such as ZrB
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-SiC and ZrC-SiC. It also introduces commonly used methods such as interlayer method to alleviate residual stress in titanium alloy ceramic joints
and summarizes the selection of reinforcing phases in interlayer and composite solder. Finally
the shortcomings in the research and development of titanium alloy/ceramic heterogeneous brazing technology are pointed out
and the future development direction of titanium alloy/ceramic heterogeneous brazing technology is prospected
providing theoretical basis and technical support for the related research and engineering application of titanium alloy/ceramic heterogeneous material bonding.
龙伟民 ， 何鹏 ， 顾敬华 . 中国有色金属焊接材料的发展现状及展望 ［J］. 焊接 ， 2011 （ 11 ）： 7 - 10，70 .
LONG W M ， HE P ， GU J H . Development Status and Prospect of Nonferrous Metal Welding Materials in China ［J］. Welding & Joining ， 2011 （ 11 ）： 7 - 10，70 .
刘海方 ， 苏海军 ， 申仲琳 ， 等 . 激光增材制造超高温氧化物共晶陶瓷研究进展 ［J］. 无机材料学报 ， 2022 ， 37 （ 3 ）： 12 - 17 .
LIU H F ， SU H J ， SHEN Z L ， et al . Research Progress in Laser Additive Manufacturing of Ultra High Temperature Oxide Eutectic Ceramics ［J］. Journal of Inorganic Materials ， 2022 ， 37 （ 3 ）： 12 - 17 .
龙伟民 ， 张青科 ， 朱坤 ， 等 . 绿色钎焊材料及无害化钎焊技术的发展 ［J］. 焊接 ， 2014 （ 01 ）： 3 - 7，68 .
LONG W M ， ZHANG Q K ， ZHU K ， et al . Development of green brazing materials and harmless brazing technology ［J］. Welding & Joining ， 2014 （ 01 ）： 3 - 7，68 .
Wang H ， Cao N . Construction and Application of a New Metal Random Matrix-Based Theory in a Numerical Phantom of the Metaverse NFT ［J］. Mathematical Problems in Engineering ， 2022 ， 03 （ 11 ）： 158 - 164 .
Tominaga T ， Yokoi E ， Tezuka S ， et al . Improvement of Bonding Strength of Ceramic to Metal Joint by Changing Edge Angle ［J］. The Proceedings of the Materials and Mechanics Conference ， 2016 ， 12 ： 7 - 15 .
Reiichi T ， Syunsuke M ， Takashi T ， et al . Effects of interface-edge angle on the bonding strength of a ceramics/metal joint with arc-free surface of interface edges ［J］. Mechanical Engineering Journal ， 2019 ， 6 （ 3 ）： 18 - 26 .
曹健 ， 贺宗晶 ， 亓钧雷 ， 等 . 采用（Ti/Si/Cu）f多层箔钎焊C/C复合材料与TiAl合金 ［J］. 机械工程学报 ， 2018 ， 54 （ 9 ）： 108 - 114 .
CAO J ， HE Z J ， QI J L ， et al . Using （Ti/Si/Cu） f multilayer foil to braze C/C composites with TiAl alloy ［J］. Journal of Mechanical Engineering ， 2018 ， 54 （ 9 ）： 108 - 114 .
Dong D ， Zhu D ， Liang Y ， et al . Microstructure， characterization of interfacial phases and mechanical properties of high Nb-TiAl/Al 2 O 3 joints brazed by novel Nb particle-reinforced Ag-Cu filler alloy ［J］. Journal of Materials Research and Technology ， 2021 ， 11 ： 35 - 42 .
Fan B ， Xu J ， Lei H ， et al . Microstructure and mechanical properties of Al 2 O 3 /Cu joints brazed with Ag-Cu-Ti+Zn composite fillers ［J］. Ceramics International ， 2022 （ 13 ）： 48 - 53 .
Lin J ， Luo D ， Chen S ， et al . Control interfacial microstructure and improve mechanical properties of TC4-SiO2f/SiO2 joint by AgCuTi with Cu foam as interlayer ［J］. Ceramics International ， 2016 ， 42 （ 15 ）： 16619 - 16625 .
Niu G B ， Wang D P ， Yang Z W ， et al . Microstructure and mechanical properties of Al 2 O 3 ceramic and TiAl alloy joints brazed with Ag-Cu-Ti filler metal ［J］. Ceramics International ， 2016 ， 42 （ 6 ）： 6924 - 6934 .
Yang Z ， Lin J ， Wang Y ， et al . Characterization of microstructure and mechanical properties of Al 2 O 3 /TiAl joints vacuum-brazed with Ag-Cu-Ti plus W composite filler ［J］. Vacuum ， 2017 ， 143 ： 294 - 302 .
Niu G B ， Wang D P ， Yang Z W ， et al . Interfacial Structure and Properties of Al 2 O 3 Ceramic and TiAl Alloy Brazed Joints ［J］. Rare Metal Materials and Engineering ， 2017 ， 6 ： 79 - 84 .
Niu G B ， Wang D P ， Yang Z W ， et al . Microstructure and mechanical properties of Al 2 O 3 /TiAl joints brazed with B powders reinforced Ag-Cu-Ti based composite fillers ［J］. Ceramics International ， 2017 ， 43 （ 1 ）： 439 - 450 .
Yang M ， Lin T ， Peng H ， et al . In situ synthesis of TiB whisker reinforcements in the joints of Al 2 O 3 /TC4 during brazing ［J］. Materials Science & Engineering A ， 2011 ， 528 （ 9 ）： 3520 - 3525 .
Qiu Q ， Ying W ， Yang Z ， et al . Microstructure and mechanical properties of Al 2 O 3 ceramic and Ti 6 Al 4 V alloy joint brazed with inactive Ag-Cu and Ag-Cu+B ［J］. Journal of the European Ceramic Society ， 2016 ， 36 （ 8 ）： 2067 - 2074 .
Liang Y ， Kong J ， Dong K ， et al . Microstructure evolution and mechanical properties of vacuum brazed ZrO 2 /Ti-6Al-4V joint utilizing a low-melting-point amorphous filler metal ［J］. Vacuum ， 2021 ， 30 （ 3 ）： 625 - 631 .
Dai X Y ， Cao J ， Liu J K ， et al . Effect of holding time on microstructure and mechanical properties of ZrO 2 /TiAl joints brazed by Ag-Cu filler metal ［J］. Materials & Design ， 2015 ， 87 ： 53 - 59 .
Dai X ， Jian C ， Liu J ， et al . Interfacial reaction behavior and mechanical characterization of ZrO 2 /TC4 joint brazed by Ag-Cu filler metal ［J］. Materials Science & Engineering A ， 2015 ， 646 ： 182 - 189 .
Dai X ， Cao J ， Wang Z ， et al . Brazing ZrO 2 ceramic and TC4 alloy by novel WB reinforced Ag-Cu composite filler： Microstructure and properties ［J］. Ceramics International ， 2017 ， 43 ： 15296 - 15305 .
Liu Y ， Hu J ， Zhang Y ， et al . Joining of Zirconia and Ti-6Al-4V using a Ti-based amorphous filler ［J］. Journal of Material Science Technology ， 2011 ， 27 ： 653 - 658 .
Liu Y ， Hu J ， Shen P et al . Effect of fabrication parameters on interface of zirconia and Ti-6Al-4V joints using Zr55Cu30Al10Ni5 amorphous filler ［J］. Journal of Materials Engineering and Performance ， 2013 ， 22 ， 2602 - 2609 .
Cao J ， Song X G ， Li C ， et al . Brazing ZrO 2 ceramic to Ti-6Al-4V alloy using NiCrSiB amorphous filler foil： Interfacial microstructure and joint properties ［J］. Materials Characterization ， 2013 ， 81（Complete）：85- 91 .
Valenza F ， Artini C ， Passerone A ， et al . ZrB 2 -SiC/Ti6Al4V joints： Wettability studies using Ag- and Cu-based braze alloys （Conference Paper） ［J］. Journal of Materials Science ， 2012 （ 24 ）： 47 .
Shi J M ， Feng J C ， Tian X Y ， et al . Interfacial microstructure and mechanical property of ZrC-SiC ceramic and Ti6Al4V joint brazed with AgCuTi alloy ［J］. Journal of the European Ceramic Society ， 2017 ， 37 ： 2769 - 2778 .
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