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本文以解决Si3N4陶瓷与不锈钢钎焊连接的关键问题为背景,通过试验和理论方法分析了Ti-Ni-Nb系钎料成分对异种材料钎焊过程的影响,重点研究了钎料与陶瓷的连接问题,确定了40Ti-23Ni-37Nb为最佳钎料组分,利用合理的钎焊工艺,得到了可靠的连接接头,并对钎缝的组织结构和连接机理进行了分析与探讨。在钎焊过程中Ti-Ni-Nb系钎料与不锈钢发生Ti+Fe→TiFe转变,转变在1185℃附近,钎料成分对钎焊反应影响较小,所以钎料与不锈钢容易形成良好连接。针对七种不同成分的Ti-Ni-Nb钎料对Si3N4陶瓷的润湿性研究发现,Ti元素或Nb元素含量增加会劣化钎料对陶瓷的润湿性,而Ni元素的增加有助于改善钎料润湿性。对不同条件下Si3N4陶瓷和不锈钢接头的显微分析表明,只有40Ti-23Ni-37Nb钎料连接的接头组织良好,并形成了有效连接。40Ti-23Ni-37Nb钎料的室温组织由β(Nb,Ti)相和NiTi、NiTi2等金属间化合物组成,在Si3N4陶瓷表面润湿试验中有明显的前驱膜现象,表明钎料对陶瓷具有良好的润湿性。对接头组织分析表明,Ti和Nb两种元素含量是决定钎料与陶瓷反应类型和产物的主导因素,而Ni元素的加入对钎焊反应具有抑制作用,当Ni含量超过50%后,不发生反应。温度是影响钎焊反应的另一重要因素,对40Ti-23Ni-37Nb钎料,在1175℃时,钎料不与Si3N4陶瓷发生反应,在1200℃和1225℃时,反应产物主要是(Ti,Nb)5Si3等,而在1250℃以上,反应层主要由α-Fe和FeSi组成,并在反应中生成N2。保温时间对反应位置和接头组织有明显影响。在1250℃保温30分钟条件下,40Ti-23Ni-37Nb钎料与Si3N4陶瓷的反应层主要由α(Fe)+FeSi组成,此时接头剪切强度最大,平均值为71.8MPa。