单晶α-Al₂O₃强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀、耐磨性好、摩擦系数小、电阻率高,而且还具有良好的热传导性和电气绝缘性,最关键的是单晶α-Al₂O₃在可见光和MWIR波段具有良好的透光性,被认为是红外军事装备、卫星光学窗口的理想材料。新的高性能光学系统窗口尺寸远远超过人工生长的最大单晶α-Al₂O₃。为满足这种需求,需要发展一种低成本的边缘连接工艺,从较小熔体生长的坯料生产大面积的单晶α-Al₂O₃窗口。本文采用扩散连接工艺进行单晶α-Al₂O₃的连接。研究了连接工艺参数、中间层制备方法对接头显微结构和连接性能的影响,利用SEM、EDS和XRD等分析手段对接头界面结构进行了研究。采用酒精混浆中间层连接单晶α-Al₂O₃,实验表明接头强度随连接温度的升高先升高后降低,随着卸压时间的变化不是很明显。本实验条件下,最佳工艺参数为:P=1MPa,T=1650℃,t=120min,接头的最大连接强度为157.16MPa。这种方法中间层流失较多,致密度很差。从接头断口的分析可以知道,断裂都是发生在中间层内部,断口比较平整,连接强度较低。采用粉末中间层的连接,连接层与母材之间界面结合良好,接头组织得到显著改善,大缺陷明显减少,中间层较致密,在中间层与母材之间大部分区域都已看不出连接界线,连接界面处的润湿情况良好。最高连接强度达226MPa。为了继续改善中间层的性能,本文采用流延法制备出一系列厚度不同的箔片,进行了初步的试验,得到了更为均匀、致密的中间层。连接的工艺参数在今后将进一步探讨。