颗粒增强型铝基复合材料具有比强度高、比模量高、热膨胀系数小、耐磨损、各向同性等特性，且制造方法简单、制造成本低，在航空航天、军工、汽车、运动商品、电子等领域获得应用。随着其产品的商品化，应用范围将进一步扩大，随之而来的焊（连）接便成为急待解决的问题。近年来的研究结果显示，瞬间液相扩散连接（TLP 连接）是较为有效的连接方法之一。本文以氧化铝陶瓷颗粒增强型铝基复合材料（19.4vol-%Al2O3P/6061Al）为研究对象，细致地分析了 TLP 连接接头形成过程，系统地研究了用不同材料（纯 Cu、纯Ag、纯 Ni、Al-Si 合金、Al-Cu 合金及 Al 和 Cu 的复合层）作为中间层时接头的显微结构特点、力学性能及其断裂特点和连接工艺对接头组织与力学性能的影响规律。 TLP 连接接头形成过程研究以分析该过程中不同阶段的接头显微结构为主，并结合热分析技术（差式扫描量热法）确定中间层溶解温度。这里，选用25μmCu 厚的纯 Cu 箔作为中间层，试样装配时拧紧扭矩为 1.96N?m。结果表明，其接头形成过程由塑性变形与固相扩散（第一阶段）、中间层及母材溶解（第二阶段）、等温凝固（第三阶段）和固相均匀化（第四阶段）组成。在第一阶段，中间层厚度减小，中间层与母材紧密接触，且在紧密接触处发生溶质原子互扩散，这有利于液相形成。在第二阶段，中间层溶解在 545℃～550℃温度范围内进行（升温速度 5℃/min），母材继续溶解使液相区宽度逐渐增加、液相含 Cu 量逐渐降低。因此，可通过液相区宽度和化学成分确定在一定温度条件下第二阶段完成。从增强相颗粒分布来看，在该阶段是均匀分布的，分析认为原因在于液相与 Al2O3颗粒密度相近，液相区中 Al2O3颗粒再分布需要一定时间。在第三阶段，液相区宽度逐渐减小至零，增强相偏聚于接头中心；第四阶段，接头成分逐渐均匀。试样装配时拧紧扭矩达到 4.9N?m，第二、三阶段变化较大。中间层溶解完成时液相区宽度降低，液相区宽度在随后的升温阶 i<WP=92>吉林大学博士学位论文段基本保持不变，并在保温过程中继续减少，直至等温凝固完成。因此，已难以借助液相区宽度区分这两阶段。同时，由于等温凝固开始时液相区宽度降低，等温凝固完成时间将大大缩短，接头成分分布更加均匀。进一步观察高装配压力下接头发现，在第二阶段固/液界面存在一个溶质原子浓度过渡区，这可能是由于溶质原子在液相与固相中存在浓度梯度造成的。 用纯金属（Cu、Ag、Ni）作中间层，在连接温度高于共晶温度条件下，接头具有相似的显微结构、相近的接头抗剪强度、相同的断裂部位。接头由增强相偏聚区（P 区）、增强相贫化区（D 区）和母材区组成。P 区和 D 区主要由 α-Al 和 Al2O3颗粒构成。区别在于：P 区中 Al2O3颗粒体积分数高（＞40%）、尺寸较小；D 区中 Al2O3颗粒体积分数较少、多为大尺寸，且多分布于晶界，α-Al 多为粗大晶粒。焊态下接头抗剪强度相近（80MPa～100MPa），接头剪切断裂均在 P 区。提高试样装配压力，可减小 D 区、增大增强相偏聚，但接头力学性能无明显变化。 纯金属中间层时接头显微结构特点主要取决于其形成过程。等温凝固时，由于铝合金液相对 Al2O3 颗粒不润湿且固/液界面移动速度低于其俘获 Al2O3颗粒所需临界速度（VC），固/液界面对 Al2O3 颗粒的作用是排斥，Al2O3 颗粒偏聚于接头最后结晶区域，导致 P 区和 D 区形成。从 VC表达式可知，它与增强相颗粒半径成反比。也就是说，小直径的 Al2O3 颗粒容易被固/液界面推至最后凝固的液相中，大直径的 Al2O3颗粒则易存在于等温凝固的组织中。这是P 区多为小尺寸 Al2O3 颗粒、D 区多为大尺寸 Al2O3 颗粒的主要原因。同时，D 区中 α-Al 晶粒是依附于母材晶粒现成表面生长的，容易长大。故，D 区 α-Al多为粗大晶粒。 增强相偏聚区为纯金属中间层时接头力学性能薄弱区域，与其接头显微结构特点有关。接头中存在三种微连接形式：增强相/增强相（P/P）、增强相/基体（P/M）、基体/基体（M/M），其连接强度依次增大。P 区内含有较多 P/P、P/M 弱连接，裂纹易在此萌生与扩展；同时，缩孔等连接缺陷和脆性相（诸如Al2Cu）也多集中于此，为裂纹萌生与扩展提供便利。接头力学性能受接头显微结构影响。由于纯金属中间层时接头具有相似的显微结构、相同的断裂部位，因而其接头抗剪强度相近。 用纯金属Ni作为中间层，在连接温度610℃～620℃条件下也可实现连接。连接区主要由 Al3Ni 和 Ni 在 Al 中的固溶体组成，Al3Ni 相含量随连接温度升高、保温时间延长而减少。分析认为原因在于：Al-Ni 扩散对通过固相扩散能够形成化合物 Al3Ni 相；母材基体有液相析出，加速 Al、Ni 原子间互扩散。该接头抗剪强度 70MPa～93MPa，断裂于连接区与母材界面。 综上所述，增强相偏聚区是影响 Al2O3P/6061Al 复合材料 TLP 连接接头力学性能的主要原因；降低接头增强相偏聚，可能是提高接头力学性能一种有效措施。 由 TLP 连接接头形成过程研究结果可知，在连接温度低?