1973年，美国的Rudy博士通过实验，发现(Ti,Mo)(C,N)-Ni-Mo系金属陶瓷作为刀具 切削钢材时，显示出了很好的强韧性、耐磨性，以及抗塑性变形能力。20世纪80年代后， Ti(C,N)基金属陶瓷开始急速发展，许多企业看准商机，不断的推出陶瓷系列的刀具[17]， 尤其是日本对于陶瓷系列刀具一直格外的重视。到1990年，刀具材料市场份额的30％都 是Ti(C,N)基金属陶瓷刀具材料[18]，可见其发展之迅速。

1。3  陶瓷与金属的连接

1。3。1  陶瓷与金属的连接方法介绍

(1)机械连接

机械连接是较为古老的连接方法，包括螺栓连接和热套连接[19]。螺栓连接是使用螺

栓对金属和陶瓷进行连接，但是由于需要在陶瓷上钻孔，加工难度较大，优点是螺栓连 接的接头可以拆卸[20]。热套连接是高温时将金属套在陶瓷外侧，由于金属与陶瓷有热膨 胀差异，冷却时金属的收缩量比陶瓷的要大的多，因而可以紧紧的包在陶瓷表面，与陶 瓷形成连接。通过热套连接获得的连接接头具有一定的气密性，但是只能在低温下使用， 有较大的残余应力，常应用于汽车火花塞的生产中。

(2) 粘结连接

粘接是借助胶粘剂在固体表面上产生的粘合力，将陶瓷与陶瓷或者陶瓷与金属紧密 地连接在一起的方法，分为有机物连接和无机物连接。由于粘结连接可以连接不同质材 料，连接面平滑，表面防腐，隔热绝缘，并且工艺简单易操作，比较常应用在飞机的辅 助件连接、应急修理、压缩机转子和涡轮的修复。粘接连接的工艺简单、周期小，还能 缓解陶瓷与金属间的热应力，但是其接头强度比较低，不能在高于 200℃的温度下使用， 所以只能在静载荷和超低静载荷零件中应用。文献综述

(3) 熔焊连接

熔焊连接包括激光焊、电子束连接等方法。激光焊是用激光辐射工件表面，通过控 制激光脉冲的能量，使工件熔化，形成特定的熔池[21]。由于激光焊精细度比较高，所以 在微、小型零件的精密焊接占有很高的地位中。电子束焊则是用高速聚焦的电子束，精 确的轰击置于真空或非真空中的材料，用产生的热能进行焊接。电子束焊接具有不易氧 化、不用焊条、热变形量小及工艺重复性好的优点，在航空航天、军工、国防、电气电 工仪表等众多行业得到了广泛的应用。

(4) 钎焊连接

陶瓷与金属的连接中，最常用的就是钎焊连接[22]。钎焊中，钎料的熔点要低于母材， 加热后钎料会熔化为液态，但是母材会一直保持为固态，液态的钎料会在固态母材的间 隙中及表面上润湿、流动、填充、铺展并与母材发生相互作用、或者形成金属间化合物， 冷却后凝固形成了牢固的接头，从而与母材紧密的连接在一起。钎焊与熔焊、压焊构成 了现代焊接技术的三巨头[23]。钎焊连接按照焊接原理可以分为直接钎焊和间接钎焊。

直接钎焊是利用高温下钎料会熔化，添加在钎料中的的活性元素会与陶瓷内的元素 发生一些反应，形成化学反应层[24]，由于反应层里是由陶瓷和金属中的元素组成的化合 物，因此它能既能和陶瓷润湿，也能和金属润湿，使得母材与金属紧密的连接到一起。 可以添加在钎料中的活性元素有 Ti、Zr、HF、Nb、Cr、Ta 等，也称为活性金属钎焊法。

直接钎焊方法不仅能够满足陶瓷在高温下使用的要求，而且制作工艺简单，但是钎料中 的活性元素特别容易被氧化，氧化后会大大减少和陶瓷的反应能力。所以在直接钎焊的 时候，要着重保护钎料中的活性元素。因此，直接钎焊一般需要在真空或者高浓度的惰 性保护气中进行。目前国际上直接钎焊的研究有很多，主要研究内容都是如何改善钎料 的润湿性和提高接头力学性能[25]。