氮化硅陶瓷以其优异的高温力学性能被广泛应用于航空航天等领域,为了扩展Si₃N₄陶瓷的应用范围,Si₃N₄陶瓷的连接成为急待解决的问题。本文利用Au-Ni-V钎料对Si₃N₄陶瓷进行钎焊,研究钎料成分和工艺参数变化对接头显微组织和性能的影响;深入探讨接头的显微组织与力学性能之间的关系;揭示含V活性钎料连接Si₃N₄陶瓷的界面反应机理;并在Au-Ni-V钎料中加入第四组元Pd或者Mo,讨论第四组元的加入对接头显微组织,力学性能以及连接机理的影响。研究发现,利用Au-Ni-V钎料连接得到的Si₃N₄/Si₃N₄陶瓷接头主要由三部分组成:Si₃N₄陶瓷母材,由Au[Ni]固溶体和富Ni相构成的焊缝合金区,以及陶瓷母材和焊缝合金区之间的VN界面反应层。当钎焊条件为1373K/30min时,钎料合金中V含量在一定范围内增加,VN界面反应层增厚,使得界面结合强度增加,对接头的力学性能有利,但V含量超过15 at.%时,焊缝合金区中的脆性相Ni₂SiV₃不断增多,这种脆性化合物的形成导致接头中的残余应力增大,接头的力学性能下降。当钎焊条件为1423K/30min时,在一定范围内增加V含量,界面反应层增厚,焊缝合金区由Au[Ni]和均匀分布的颗粒状Ni[Si,V,Au]固溶体构成,接头的抗弯曲性能提高,V含量达到20 at.%,Ni基固溶体中将析出Ni₃Si相,对接头的性能不利。通过对钎焊工艺的探索发现,在一定范围内提高钎焊温度或者延长保温时间,VN界面反应层增厚,对接头的性能有利。可是当钎焊温度过高（1473K）或保温时间过长（90min）,焊缝合金区中的Ni[Si,V,Au]固溶体转变为大块的金属间化合物Ni₃Si,Ni₃Si的形成对接头的力学性能不利。采用Au58.7Ni₃6.5V4.8 at.%钎料在1423K保温60min连接得到的Si₃N₄/Si₃N₄陶瓷获得了最高接头性能,其平均三点弯曲强度为249MPa。接头具有良好的高温性能,当试验温度达到973K,接头的抗弯曲性能仍保持在200MPa以上,在973K的大气氛围下保温100h后,接头的室温抗弯曲性能为269MPa。在Au-Ni-V钎料中加入第四组元Pd,随着添加的Pd含量增加,接头的界面反应层增厚,Ni基固溶体中的Si含量不断增加,最终形成多种Ni-Si化合物。利用Au54.1Ni₃6.1V4.8Pd5钎料在1423K保温60min连接得到的Si₃N₄/Si₃N₄陶瓷接头性能最高,室温强度为264.4MPa,试验温度提高到1073K,接头的平均抗弯曲强度仍保持在221MPa。在Au-Ni-V钎料中添加1 at.%的Mo颗粒,Mo颗粒与Ni、V和Si发生了反应,形成四元化合物Ni₂Si（VMo）₃,该化合物的生成对接头性能不利。本文阐明了利用含V的活性钎料连接Si₃N₄陶瓷的界面连接机理:在钎焊加热过程中,钎料合金熔化,Si₃N₄陶瓷母材/液相钎料界面处的V与Si₃N₄发生反应,生成反应产物VN,Si从界面反应中释放出来,熔入液相钎料合金中。随着钎焊温度增加或者保温时间的延长,界面处形成的VN晶粒长大并互相连接,VN与Si₃N₄晶粒之间没有特定的位相关系。界面反应层的厚度变化与保温时间满足线性定律,说明反应层的生长速率是由V与Si₃N₄之间的反应速率控制的。通过动力学计算可知,利用Au58.7Ni₃6.5V4.8钎料连接Si₃N₄陶瓷,VN界面反应的活化能为329.5 kJ/mol,在该钎料合金中添加了5 at.%的Pd之后,活化能降低至255.9 kJ/mol,证明Pd的加入不仅可以提高钎料合金的熔点,还可以改变界面反应活化能,有效促进界面反应。