关键词： 透波材料   环硼氮烷   氮化物纤维   氮化硼陶瓷   陶瓷基复合材料   先驱体浸渍裂解   界面相   力学性能   介电性能   烧蚀性能  

摘要： 立足高马赫数长航时精确制导天线罩的应用需求,本文以研制长时间耐高温、低介电、耐烧蚀透波复合材料为目标,以环硼氮烷为氮化硼基体的先驱体,开展了氮化物纤维增强氮化硼陶瓷基透波复合材料的制备工艺及性能研究。系统研究了环硼氮烷的交联和裂解特性,探明了BN基体的裂解温度、结构和性能之间的关系;考察了SiNO和Si3N4两种纤维的力学性能随温度的变化情况;采用先驱体转化工艺,分别制备出了SiNO_f/BN和Si3N4f/BN复合材料,深入研究了复合材料的力学性能和界面结合特性;运用图像关联技术,对复合材料断裂过程中裂纹的形成及扩展进行了原位分析;采用CVD BN涂层对复合材料的界面结合进行了优化调控;研究了复合材料的热物理、介电及烧蚀性能。研究了先驱体环硼氮烷的交联和裂解特性。在90℃对环硼氮烷进行交联固化得到了聚环硼氮烷,经800℃裂解可基本实现陶瓷化。聚环硼氮烷高温裂解产物的结晶程度随裂解温度的升高而升高,微观结构逐渐由无定形态转变为六方氮化硼。以聚环硼氮烷粉体为原料,采用模压烧结和先驱体浸渍裂解工艺相结合的新方法制备出了高纯度、高致密度且各向同性的BN陶瓷,系统获得了BN陶瓷的力学、热物理及介电性能。随制备温度的升高,BN陶瓷的热导率、热膨胀系数、介电常数及损耗角正切均逐渐升高。对SiNO和Si3N4纤维进行高温热处理,考察了纤维形貌、结构和力学性能的变化。两种纤维在室温下均为无定形态。SiNO纤维在氮气中可保持非晶态至1400℃,但纤维发生了部分分解;纤维在空气中1100℃热处理后仍具有良好的力学性能,单丝拉伸强度为0.77 GPa,强度保留率为61.1%,耐温性优于石英纤维。Si3N4纤维在氮气中也可保持非晶态至1400℃,且仍然致密,未发生分解;在空气中经1300℃热处理后的拉伸强度达到0.66 GPa,强度保留率为56.0%,耐温性优于SiNO纤维和石英纤维。以环硼氮烷为先驱体,采用先驱体浸渍裂解工艺分别制备出了SiNO_f/BN和Si3N4f/BN复合材料,研究了制备工艺对复合材料力学性能和界面结合特性的影响。在1000℃制备的SiNO_f/BN复合材料有较优的综合力学性能,弯曲强度、弹性模量和断裂韧性分别达到138.2 MPa、28.6 GPa和5.18 MPa?m1/2。该复合材料在1100℃的高温下仍具有良好的力学性能,弯曲强度为84.3 MPa,强度保留率为61.0%。从纤维和基体的显微模量和硬度、界面结合及孔隙率三个方面解释了复合材料弯曲强度随制备温度升高先升高后下降的原因。随制备温度从800℃升高到1200℃,纤维-基体界面剪切强度逐渐升高,其原因一方面是纤维-基体的热失配随制备温度的升高而加剧,加强了纤维与基体的物理结合;另一方面TEM分析证实纤维与基体之间发生了界面反应,形成了强界面结合。当制备温度为1200℃时,Si3N4f/BN复合材料具有较优的力学性能,弯曲强度为132.6 MPa。该复合复合材料高温力学性能突出,1300℃的高温弯曲强度达到了73.4 MPa,强度保留率为55.4%,高温力学性能优于SiNO_f/BN和Si O2f/Si O2复合材料。采用图像关联技术（DIC）对SiNO_f/BN复合材料的断裂失效过程进行了原位分析和计算,得到了复合材料断裂过程中纤维束解缠、纤维束拉断以及纤维解缠三种不同形式裂纹萌生的临界应变。以DIC所得的临界应变值为粘聚关系法则,采用粘聚区有限元数值模型对2.5D SiNO_f/BN复合材料的径向压缩过程进行了模拟,准确模拟了裂纹的萌生和扩展过程。以环硼氮烷为先驱体,采用CVD法在Si3N4纤维表面制备了BN涂层,研究了沉积温度对涂层的微观形貌、生长方式、组成及结构的影响规律。当沉积温度在900～1100℃时,涂层结构均匀致密,与Si3N4纤维结合紧密,沉积过程为化学动力学控制;当沉积温度高于1100℃时,由于发生了显著的气相形核,涂层形貌逐渐变得疏松,涂层质量下降。研究了CVD BN涂层的厚度对复合材料界面结合和力学性能的影响。当沉积温度为1100℃,涂层厚度为290 nm时,Si3N4纤维和BN基体的界面剪切强度由无涂层时的131.42 MPa下降至110.6 MPa,同时复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别提高了11.4%和22.6%。CVD BN涂层在复合材料中呈现高结晶性的层状结构,有利于裂纹在其内部的扩展,从而改善了纤维和界面的界面结合。研究了SiNO_f/BN和Si3N4f/BN复合材料的热物理、介电和氧乙炔焰烧蚀性能。两种复合材料的热导率、热膨胀系数以及介电常数和损耗角正切均随制备温度的升高而升高,但仍保持在较佳水平。氧乙炔焰烧蚀结果表明BN基复合材料的烧蚀表面的平整度要优于Si O2f/Si O2复合材料,且线烧蚀率和质量烧蚀率也更小。烧蚀过程中形

关键词： 陶瓷基复合材料   编织结构   磨削力   声发射   表面形貌测量   表面评价   正交磨削实验  

摘要： 随着航空航天技术的快速发展,纤维增强陶瓷基复合材料由于其优异的耐腐蚀性、耐高温性和力学特性愈来愈显示出巨大的应用潜力。但由于此种材料的非均质和各向异性,给材料二次加工的质量控制和机理研究带来困难,造成复合材料后加工问题日益凸显,因此需要更多更深入的研究。本文以2.5维编织石英纤维增强二氧化硅基(2.5D SiO2/SiO2)陶瓷基复合材料为主要研究对象,对此种复合材料的磨削加工关键技术包括磨削力、磨削机理和表面质量评价技术进行了研究。通过理论分析与实验观察相结合的方法,发现不同于单一均质脆性材料,纤维增强陶瓷基复合材料损伤裂纹扩展、磨削力模型和表面质量测量与评价,存在与纤维方向角有密切相关特性。基于纤维方向角建立编织纤维增强陶瓷基复合材料的磨削力模型填补了研究空白。根据纤维增强复合材料纤维与基体的界面类型和纤维方向角对材料内部裂纹扩展的影响分析,基于陶瓷材料压痕断裂力学模型,推导并建立石英纤维编织陶瓷基复合材料的磨削力数学模型,并通过了实验验证;同时研究了磨削加工过程中磨削力随磨削参数的变化关系,搭建声发射测试平台研究探讨了磨削损伤机理。表面质量的测量与评价是加工与零件性能之间的桥梁,准确评价复合材料的表面质量可提高研究结果的可信度。以2.5D SiO2/Si O2复合材料为研究对象,根据其编织结构的特点,通过一系列的三维表面形貌测量实验与表面性能参数稳定性分析,建立了一套适合复合材料的三维微观形貌测量评价方法,并探讨了不同于单一均质材料的微观表面形貌评价标准。为了研究编织陶瓷基复合材料表面特性,创造性的提出从介观波纹度层面研究复合材料的表面质量和纤维方向角的关系,以2.5维编织石英纤维增强二氧化硅基复合材料为对象,揭示了复合材料微凹槽和微凸起的表面微结构特性,扩展研究了不同切削面的表面特性和使役性能差异,并根据纤维方向与磨削方向夹角的变化建立了不同的磨削模型,分析了磨削加工过程中材料的损伤过程。在复合材料的加工工业中,控制材料加工表面质量是一个异常重要又困难的问题。本文采用正交实验方法研究了磨削加工各工艺参数对复合材料表面微观结构和特性的影响,分析了材料表面形貌幅值、波纹分布和表面支撑性能与磨削参数变化的映射关系,并基于上述增强纤维方向角决定加工表面形貌的特性,通过一系列实验寻找改变材料磨削表面特征的关键条件。上述研究为编织陶瓷基复合材料的高精度、高效率、高质量加工及广泛应用提供理论基础和科学依据。

关键词： 陶瓷基复合材料   声学参量   均匀性   频域特征   超声检测  

摘要： 连续纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(CFCC-SiC)具有高比强、耐高温、抗氧化和低密度等特点,深受各领域青睐,已经在航空航天等领域得到了广泛的应用。目前国内已独立掌握制作大型薄壁复杂构件的CVI法制备CFCC-SiC的技术。但由于其制备过程的过程复杂,周期长的特点,造成材料产生各向异性、材料密度孔隙分布不均匀等特点,成为了解其内部质量的难点。本文以CFCC-SiC为研究对象,针对其超声检测难点,先从材料声学特性方面入手,提取在时域及频域中可表征材料特性相关参量,对其不均匀性进行表征。再对含有分层缺陷试块进行无损检测研究。初步实现对材料内部质量的表征:首先针对材料衰减大,无二次回波的特点,改进材料声学参量测量方法,采用穿透法对声速及声衰减进行测量,用于表征材料不均匀性,对两种声学参量表征结果进行比较,再与金相法结果进行验证。其次,分析CFCC-SiC对超声信号波形的影响,在频域内分析频谱特性,试图从中提取出材料孔隙含量信息,利用频域分布规律,用非线性声学进行均匀性表征。最后,针对含有Φ3mm—Φ20mm石墨分层缺陷的CFCC-SiC试块,采用超声、射线等无损检测方法对其内部缺陷进行检测,并比较各检测方法的可靠性和准确性。研究结果表明:改进后的声学参量测量方法可以准确测量材料声速及声衰减。验证发现,两种声学参量均可准确评价CFCC-SiC材料内部均匀性。其中,声速表征的材料与声衰减表征的均匀性结果一致,且衰减表征均匀性的方法可操作性更强且准确度较高;材料对频域信号的影响比较显著,其中,孔隙含量越大,其中心频率越低,频带越窄。1/2阶非线性系数可以表征材料的孔隙分布情况。进一步发现非线性超声方法试块各部分差异大,能更加有效应用于材料孔隙含量测量及均匀性表征;同时,材料的Φ3mm—Φ20mm人工石墨分层缺陷能通过无损检测方法体现。穿透法能有效检出大小缺陷,但无法有效应用于实际操作,射线检测方法能有效检出缺陷形状和大小,但操作复杂,应用于实际中存在一定困难。超声检测方法最适合于实际检测,但由于石墨与材料本身声阻抗较接近,导致超声反射法无法有效检测出缺陷,需进一步优化其实验参数。

关键词： 陶瓷基复合材料   疲劳   剩余强度   复杂载荷历程   多尺度模拟  

摘要： 目前,陶瓷基复合材料(CMCs)已经在航空航天领域中获得了初步应用,并展现出光明的应用前景。工程应用中的CMCs通常具有复杂的预制体结构,在不同尺度下呈现出不同的损伤模式,其最终失效也是多尺度损伤演化的共同结果。本文据此背景,以针刺C/SiC陶瓷基复合材料为研究对象,对复杂预制体CMCs的疲劳失效机理和多尺度力学分析方法开展了深入研究。开展了C/SiC小复合材料、针刺单向C/Si C陶瓷基复合材料和针刺二维C/SiC陶瓷基复合材料三种CMCs(预制体由简单到复杂)的力学试验研究。获取了C/SiC小复合材料单调拉伸特性和拉伸加卸载特性、针刺单向C/SiC陶瓷基复合材料拉-拉疲劳特性以及针刺二维C/SiC陶瓷基复合材料的拉-拉疲劳特性;发现了针刺二维C/SiC陶瓷基复合材料的疲劳强化特性,并讨论了疲劳强化程度与应力水平和加载循环数之间的关系。采用光学显微镜和扫描电子显微镜对上述三种CMCs的失效断口进行了观察分析。参照单向纤维增强CMCs失效机制,对C/SiC小复合材料的失效过程进行了分析;通过对比失效断口形貌和细观损伤模式,对针刺单向C/SiC陶瓷基复合材料疲劳失效机制、针刺二维C/SiC陶瓷基复合材料疲劳失效机制和疲劳强化机制进行了讨论;在失效机理分析基础上,发展了一种基于wear-in和wear-out机制的剩余强度模型,揭示了针刺二维C/SiC陶瓷基复合材料疲劳剩余强度随加载循环数的变化规律。由于复杂预制体CMCs疲劳损伤演化的不均匀性,其内部小复合材料将经历复杂载荷历程。为了解决小复合材料复杂载荷历程应力-应变响应的模拟,进而实现复杂预制体CMCs疲劳失效分析,发展了一种基于界面滑动摩擦的细观力学模型。不同于传统的剪滞模型,它由纤维/基体界面的滑动摩擦定律出发,可以直接求解出界面滑移区的分布和演变。应用该模型分析了单向纤维增强CMCs的界面滑移规律,并进而实现了复杂载荷历程应力-应变响应的预测和疲劳性能的模拟。与单向纤维增强SiC/CAS复合材料和C/SiC小复合材料试验数据的对比表明,该模型可以很好预测单向纤维增强CMCs的应力-应变响应和疲劳寿命。针对具有复杂预制体的针刺C/Si C陶瓷基复合材料,提出了一种多尺度力学分析方法。采用XCT技术选取复合材料的代表体元,代表体元内的基本组元——小复合材料——的力学特性则采用本文提出的细观力学模型来描述,通过非线性有限元计算便可模拟复合材料应力-应变响应,在此基础上引入疲劳失效判据,最终实现了对复合材料疲劳寿命的预测。与试验数据的对比表明,该多尺度方法能较好地预测针刺C/SiC陶瓷基复合材料的应力-应变响应和疲劳寿命。

关键词： 平纹编织复合材料   复杂应力状态   损伤机制   耦合效应   解耦分析  

摘要： 平纹编织陶瓷基复合材料作为一种新型的耐高温结构材料,能够很好地满足航空航天器中热端部件对于结构减重和使用温度等方面的要求。了解和掌握材料在不同应力状态下的损伤机理和力学行为是优化材料制备工艺并促进其工程实际应用的重要理论基础。服役过程中构件复合材料通常处于复杂应力状态下,目前对材料进行单一轴向应力状态下的损伤力学行为研究已经不能够满足工程设计需要。同时在复杂应力状态下,由不同应力分量引起的材料损伤演化进程间存在着显著的耦合效应。损伤耦合效应的存在会显著加速材料的损伤进程、改变材料的失效模式并降低材料的力学性能,严重影响复合材料构件的结构强度和使用寿命,必须对其进行具有针对性的研究。本文主要以化学气相渗透法（CVI）制备的2D-C/SiC和2D-SiC/SiC复合材料为研究对象,系统研究了材料的常温损伤力学行为。建立了材料的轴向拉伸迟滞模型并用于组分力学性能的计算分析;提出了纤维弯曲承载机制并建立了材料的面内剪切细观损伤机制和损伤演化模型;基于应变差值表征并研究了材料在复杂应力状态下的损伤耦合效应;最后通过交替加载试验对材料的损伤耦合效应进行了解耦分析。主要研究内容和结果如下:（1）对比分析了2D-C/SiC和2D-SiC/SiC复合材料在不同加载历史下的轴向拉压损伤力学行为。基于剪滞理论,建立了材料的轴向拉伸迟滞模型,结合试验结果计算得到了表征材料组分力学性能的四个名义参数:基体开裂应力、热残余应力、界面脱粘能和界面滑移力。基于计算结果对比分析了纤维性能和界面层厚度对上述参数的影响。结果表明,2D-SiC/SiC复合材料对应具有较高的基体开裂应力,同时具有较小的热残余应力、界面脱粘能和界面滑移力;具有较厚界面层的2D-C/SiC复合材料对应着较小的热残余应力、界面脱粘能和界面滑移力数值,但是基体开裂应力不发生变化。（2）分析了2D-C/SiC和2D-SiC/SiC复合材料在不同加载历史下的面内剪切损伤演化进程。基于应力-应变行为和断口电镜扫描结果提出了纤维弯曲承载机制,并结合裂纹闭合效应很好地阐释了材料的剪切迟滞行为。获得了加载历史对材料剪切细观损伤特征、损伤演化进程和剪切性能的影响。基于基体裂纹分布规律,提出两个细观损伤变量并建立了材料的剪切损伤演化方程。分析结果表明,热残余应力水平的差异是造成两组剪切性能和损伤力学行为差异的主要原因;剪切加载状态下相邻裂纹面间桥连纤维通过承受显著的弯剪载荷进行剪切载荷的传递;相比于剪切单调加载,复杂的加载历史导致材料具有更快的损伤演化进程和较低的剪切强度;剪切损伤过程中2D-SiC/SiC复合材料45°方向基体起裂应力显著大于2D-C/SiC复合材料,而两者对应的0°/90°方向基体裂纹起裂应力相差不大。（3）通过偏轴拉压试验,对比分析了偏轴角度对2D-C/SiC复合材料应力-应变行为、损伤进程、失效模式以及力学性能的影响。借助材料在偏轴加载和单一轴向加载状态下的应变差值,表征分析了材料纤维束方向上的拉剪和压剪损伤耦合效应。通过试件断口电镜观察,建立了材料损伤耦合效应的作用机制。研究结果表明,材料的拉伸损伤和剪切损伤间表现为相互促进作用,剪切损伤对压缩损伤表现为促进作用,而压缩应力分量对剪切损伤表现为抑制作用,上述耦合效应的强度随应力分量比值的变化而改变;随着偏轴角度（0°45°）的增大,损伤耦合效应凸显了材料加载方向上拉压应力-应变行为的非线性并降低了拉压强度,加速了材料的损伤演化进程并使得材料的损伤破坏模式由轴向拉压破坏逐渐转变为剪切破坏模式;基于0°和45°偏轴拉伸应力-应变行为建立的材料偏轴拉伸应力-应变行为预测模型可以对试验结果进行很好地预测。（4）设计并完成了2D-C/SiC复合材料的轴向交替加载试验。通过拉剪和压剪交替加载试验,对材料的拉剪和压剪损伤耦合效应进行了定量解耦分析,并获得了初始拉伸和剪切损伤对材料后续剪切和拉伸损伤演化进程的影响。试验结果表明,在试件发生破坏前,引入的拉伸损伤造成材料的剪切模量下降为原有的48%,引入的剪切损伤造成材料的拉伸模量下降为原有的68%,引入的剪切损伤造成材料的压缩模量下降为原有的63%,而引入的压缩损伤对材料的剪切模量几乎没有影响;引入的初始拉伸损伤对材料剪切损伤的影响存在于整个剪切损伤进程中,并且不随着剪切损伤的增加而变化;初始剪切损伤对材料拉伸损伤的影响只存在于裂纹饱和点之前,并且其造成的影响随着拉伸损伤的增加逐渐被“掩盖”并减弱。

关键词： 北京航空材料研究院   中航工业   打印技术   集成研究   陶瓷基复合材料   陶瓷复合材料   研究部   高温合金   无损检测   无损探伤   材料试验  

摘要： 中航工业北京航空材料研究院3D打印研究与工程技术中心成立于2013年,旨在推动3D打印技术在航空、航天、生物医学等领域的快速应用,是先进航空材料3D打印技术研究的专业化机构。中心由高温合金、铝合金、钛合金、功能材料、生物医学制品、焊接、热处理、表面、物理冶金、无损检测、失效分析、力学性能测试等专业组成,涉及高温合金、钛合金、铝合金、高强钢、不锈钢、金属间化合物、陶瓷及陶瓷基复合材料等应用技术领域。中心由3D打印粉末研究部、工艺研究部、设备设计与集成研究部、无损检测研究部、力学性能研究

关键词： 陶瓷基复合材料   GE   陶瓷复合材料   发动机   航空航天   直升机   直升飞机   打印技术   热塑性复合材料   零部件   超材料   刚性桨叶   乔伊斯   LEAP   金属合金   冷却空气   共轴双旋翼   引擎   领域  

摘要： GE靠新材料和3D打印占据全球航空发动机半壁江山在接受记者采访时,GE航空集团总裁戴维·乔伊斯(David Joyce)多次强调科技创新的重要性,GE航空完全可以依靠巨大的订单量"吃老本",目前他们的手持订单总额价值1540亿美元,"但我们必须紧跟全球技术的发展,站在科技前沿,确保我们的领先地位。"

关键词： 多孔碳纤维增强陶瓷基复合材料   耐烧蚀涂层   浆料烧结法   等离子喷涂  

摘要： 多孔碳纤维增强陶瓷基复合材料具有热传导系数低、质轻的优点,主要作为隔热材料应用于航空航天领域热防护系统中。但碳纤维易氧化限制了该复合材料在高温有氧环境下的使用。本文以改善该复合材料抗氧化烧蚀性能为目的,成功设计并制备出了双层复合涂层,内层成分为ZrB2-SiC-玻璃,外层成分为ZrB2-MoSi2-玻璃,研究了涂层成分、制备工艺对涂层组织结构和抗烧蚀性能的影响,分析了烧蚀机理。采用浆料烧结法在多孔碳纤维增强陶瓷基复合材料表面制备了出ZrB2-SiC-玻璃涂层,研究了制备工艺对涂层组织结构的影响。研究结果表明:较好的浆料制备工艺为固含量为50～60%、添加分散剂TMAH含量为0.4wt%、粘结剂PVA含量为0.2wt%,球磨6h;较好的烧结制度为1300℃,2h;较好的硼硅玻璃含量为30wt%;通过真空浸渗和改变浆料烧结工艺流程两种方法改善了涂层龟裂的问题。采用喷雾干燥法制备出了球形度好,粒度适应于等离子喷涂的ZrB2-MoSi2-玻璃复合造粒粉体,并采用感应等离子球化（IPS）工艺对团聚粉体进行致密化处理。球化后,ZM-G30颗粒的流动性为49.1 s/50g,松装密度1.72 g/cm3,较球化前分别提高了36.6%和75.5%;ZM-G15颗粒的流动性为46.3 s/50g,松装密度1.86 g/cm3,较球化前分别提高了32.1%和61.7%。采用大气等离子喷涂技术在已经制备了ZrB2-SiC-玻璃内层的基体表面制备ZrB2-MoSi2-玻璃涂层。采用XRD和SEM对得到涂层的相结构和微观形貌进行表征,结果表明制备的涂层保留了原始成分,结构较致密,与内层结合良好。采用氧-乙炔火焰对涂层的耐烧蚀性能进行考核,烧蚀考核结果表明,制备的涂层具有优良的耐烧蚀性能,烧蚀距离100mm-145mm（焰流温度约为1800℃-2400℃）,烧蚀时间200-600s内,涂层无明显质量或厚度损失;烧蚀距离100mm（焰流温度2400℃）,烧蚀时间600s时,试样质量烧蚀率仅为-0.31×10-4g/s。在本文的烧蚀条件下,涂层的表层形成了一层致密氧化层,氧化层主要由SiO2玻璃相构成,中间夹杂着一些氧化物陶瓷颗粒,如ZrO2和ZrSiO4。因为SiO2玻璃的氧扩散系数很低,这层氧化层可以起到很好的阻氧作用,抑制涂层的持续氧化。

关键词： 陶瓷基复合材料   细观力学方法   XCT   有限元模型   导热系数  

摘要： 陶瓷基复合材料(CMCs)具备低密度和耐高温性能好等特点,在航空发动机中将越来越广泛地采用。导热系数是CMCs重要的物理参数之一,是CMCs热应力分析所需的基本参数,由于陶瓷基复合材料的细观结构复杂,导热系数往往具有各向异性,预测难度大,是工程应用中亟待解决的问题。论文基于X-ray计算机断层扫描技术(X-CT)及图像识别技术,自主开发了图像识别程序,实现了2.5维CMCs材料CT组分自动识别,发展了一种2.5维陶瓷基复合材料细观几何结构建模方法。在准确识别组分的基础上,基于参数化建模语言,编写程序将几何模型转化为有限元模型,采用细观力学有限元计算了陶瓷基复合材料在不同方向上的导热系数,并开展了导热系数测试试验,计算与试验结果吻合较好。最后,设计了某型发动机陶瓷基复合材料尾喷管调节片及密封片,并采用预测的导热系数计算了调节片温度场。

关键词： Ti(C,N)-Al2O3   钎焊   瞬间液相扩散焊   弯曲强度   有限元模拟  

摘要： Ti（C,N）-Al2O3陶瓷基复合材料是一种超硬材料,具有广阔的应用前景,该陶瓷基复合材料常通过烧结的方法成型,因此在生产复杂结构零件时常需要通过焊接的方法进行成型,而该陶瓷基复合材料的高脆性特点使得其焊接方法的选择相对固定。鉴于此,本研究开展了Ti（C,N）-Al2O3陶瓷基复合材料的真空钎焊和真空瞬间液相扩散焊技术研究。本研究首先选用了CuTi和CuZr钎料合金,在950℃下实现了该陶瓷基复合材料的钎焊连接。通过光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析研究了接头的结构和形成机理,通过四点弯曲试验研究了该接头的力学性能,通过断口分析和有限元计算,研究了接头弯曲断裂机理。实验结果表明:利用CuTi钎焊该陶瓷基复合材料时,母材中的Al2O3增强相与Ti反应生成Ti3Al金属间化合物和Cu3Ti3O化合物,从而实现钎焊连接;利用CuZr钎焊该陶瓷基复合材料时,母材中的Al2O3增强相与Zr原子反应,反应产物为ZrO2和单质Al,单质Al与Zr化合生成Al9.83Zr0.17,剩余的单质Al进一步扩散,与Cu化合反应生成Al4Cu9金属间化合物;CuTi钎焊接头的弯曲强度随钎焊保温时间的延长呈现先上升后下降的趋势,当钎焊保温时间为30 min时,钎焊接头的四点弯曲强度最高,完全断于母材,当保温时间为5 min、15 min和60 min时,接头均为焊缝起裂,后断于母材。对于CuZr钎焊接头,其弯曲强度均在200 MPa以下。接头断裂为钎料和Ti（C,N）-Al2O3母材共同断裂的混合断裂模式。本研究也采用了Ti/Cu/Ti和Zr/Cu/Zr中间层,在980℃下实现了该陶瓷的瞬间液相扩散焊连接。通过扫描电镜研究了接头的结构和形成机理,通过四点弯曲试验研究了该接头的力学性能,通过断口分析,研究了接头弯曲断裂机理。对Ti/Cu/Ti扩散焊接头,Ti在980℃条件下向Cu层中扩散生成CuTi金属间化合物,由于固溶了一定的Al,进而形成了（Cu,Al）Ti金属间化合物。对于Zr/Cu/Zr接头,其形成机理为Zr/Cu之间首先扩散反应形成Cu8Zr3金属间化合物,该化合物与母材中的Al2O3反应生成ZrO,形成母材的稀释区域。瞬间液相扩散焊接头的四点弯曲强度均随扩散时间的延长而升高。当扩散焊保温时间为5 min、15 min、30 min时,Ti/Cu/Ti接头的断裂方式均为焊缝起裂断于母材,当保温时间为60 min时接头断于母材。Zr/Cu/Zr接头均为中间层和母材的混合型断裂,中间层的断裂区域位于母材的稀释区域。