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氧化物陶瓷是新型结构陶瓷材料中的重要组成部分,其中Al2O3、ZrO2以及两种陶瓷组成的氧化物复相陶瓷因其优异的性能而在诸多领域受到广泛应用。但由于陶瓷材料本身的绝缘性和硬脆性,导致其加工性能较差,难以制备成形状复杂的构件,极大地限制了其应用范围。陶瓷连接技术是拓展陶瓷材料应用领域的有效方法,在这些方法中,钎焊作为陶瓷连接的常用方法,具有成本低,工艺简单,形状适应范围广等优势。本文采用Ni-Ti活性钎料实现对Al2O3、ZrO2及其复相陶瓷的钎焊连接,详细分析接头微观组织结构,探究钎焊工艺参数对接头组织和力学性能的影响规律,明确接头组织与力学性能的对应关系,揭示接头组织形成机理,通过第一性原理计算接头界面反应相的热力学和力学性质,阐释界面反应相在钎焊接头形成过程中的作用。采用Ni-Ti钎料成功实现了Al2O3陶瓷的钎焊连接,接头界面处形成了明显的反应层,从陶瓷到焊缝中心的组织结构为Al2O3/Al Ni2Ti+Ni2Ti4O/Ni2Ti4O/TiNi。陶瓷与钎料间的界面反应是实现陶瓷可靠连接的关键。探究了钎焊工艺参数对Al2O3钎焊接头显微组织和力学性能的影响,结果表明钎焊温度和保温时间均影响界面处的元素扩散,在一定范围内提高钎焊温度和延长保温时间,界面反应更加充分,Ni2Ti4O层逐渐增厚,柱状相Al Ni2Ti逐渐变长。当钎焊温度过高或保温时间过长时,焊缝中较脆的反应相增多,使接头中的残余应力过大,恶化接头力学性能。在1350℃/30min的钎焊条件下,接头界面反应充分且残余应力较小,Al2O3钎焊接头强度达到最大值129MPa,获得了高质量的钎焊接头。通过第一性原理对两种主要的界面反应相Al Ni2Ti和Ni2Ti4O的稳定性、电子性质和弹性性质等进行计算,以分析界面反应相在Al2O3接头中的作用。结果表明,两相均可形成并能稳定存在,Ni2Ti4O相比Al Ni2Ti相更容易生成,而Al Ni2Ti相的稳定性要高于Ni2Ti4O相,这与钎焊实验中Al2O3/Ni-Ti接头组织变化的现象相符合。Al Ni2Ti和Ni2Ti4O两相中均有较多的金属键,使得两相具有一定的金属性质,因此两相的生成有助于金属钎料在Al2O3陶瓷上的润湿,并促进界面的良好结合。两相的弹性性质计算结果表明,两相均表现出一定的延展性,有助于陶瓷钎焊接头残余应力的缓解。采用Ni-Ti钎料连接ZrO2陶瓷时,ZrO2陶瓷在钎焊过程中与Ni-Ti钎料发生界面反应,界面处形成TiO+Ni2Ti4O双层反应层,ZrO2由于失氧而转变为ZrO2-x（1＜x＜2）,造成靠近焊缝的ZrO2陶瓷变黑。钎焊工艺参数的变化显著影响接头显微组织和残余应力水平,进而影响接头的力学性能。钎焊温度的升高和保温时间的延长导致Ni2Ti4O层不断增厚,TiO相逐渐减少并最终完全消失。这是由于一部分Ni2Ti4O相是由TiO与钎料反应生成,Ni2Ti4O相的生成伴随TiO相的消耗。当钎焊温度达到1400℃,Ni2Ti4O相由于不稳定性而破裂成块状。在1350℃保温30min的钎焊条件下,ZrO2陶瓷钎焊接头获得最大剪切强度100.4MPa。Al2O3/ZrO2系复相陶瓷的钎焊接头界面反应过程相比于单相陶瓷更加复杂,确定复相陶瓷的界面形成机制至关重要。对Ni-Ti钎料连接20wt.%ZrO2增韧Al2O3陶瓷（20ZTA）的接头进行深入分析,发现钎料与陶瓷中的Al2O3和ZrO2均发生反应,界面处生成少量Al Ni2Ti相和较厚的Ni2Ti4O层。在钎焊过程中,Al2O3在界面反应中被消耗,ZrO2-x保持ZrO2的形貌出现在界面反应层中。当钎焊温度达到1400℃之后,Ni2Ti4O层最终消失,界面处形成TiO相,大量Al元素扩散至焊缝中心,导致Al Ni2Ti相在焊缝中心形成。为了提高接头剪切强度,对钎焊工艺参数进行优化,在1420℃保温30min的钎焊条件下,接头获得最大剪切强度152MPa。采用Ni-Ti钎料连接40wt.%ZrO2增韧Al2O3陶瓷（40ZTA）时,界面反应层同样主要为Ni2Ti4O相,少量Al Ni2Ti和ZrO2-x颗粒混合存在于Ni2Ti4O层中靠近陶瓷的区域。当钎焊温度达到1400℃时,Ni2Ti4O相消失,焊缝中主要为Al Ni2Ti相。40ZTA中含有较多量的ZrO2,在钎焊过程中,Al2O3基体逐渐被消耗,大量ZrO2颗粒失去支撑而出现漂移,漂移进焊缝的ZrO2与钎料反应生成TiO相,与ZrO2-x颗粒混合存在于焊缝中靠近中心的位置。采用Ni-Ti钎料连接20wt.%Al2O3增强ZrO2陶瓷（ARZ）时,界面处反应生成TiO+Ni2Ti4O双层反应层。Al2O3与钎料反应生成Ni2Ti4O相,同时少量Al原子被还原出来,固溶进Ni2Ti4O相中,造成焊缝附近的ARZ陶瓷基板中Al2O3颗粒消失而没有含Al化合物生成的现象。ARZ陶瓷接头组织随钎焊温度的变化过程与ZrO2类似,说明ARZ陶瓷在钎焊工艺中的性质主要受基体相ZrO2的控制。