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蓝宝石具有优异的光学特性，在红外、可见光和微波等多个波段体现出很好的透波性，作为窗口材料被广泛应用在导弹整流罩、卫星、战斗机等高速飞行器上。蓝宝石还具有强度高、硬度大、耐腐蚀、耐高温等诸多优点，在固体激光、发光器件基板、半导体衬底等高科技领域均有广泛应用。针对目前大尺寸蓝宝石获取困难，蓝宝石的焊接存在难反应、难润湿、温度高和残余应力大等问题，本文提出采用Zn-5Al钎料超声钎焊蓝宝石，研究超声作用下钎料与蓝宝石的界面反应，分析蓝宝石接头的微观形貌、界面结合特征、力学性能及其断裂行为，探索低应力蓝宝石接头的获取工艺。研究结果表明，在420℃下，Zn-5Al钎料中的Al元素可以与蓝宝石发生界面反应生成Al2O3，钎料与蓝宝石通过生成的Al2O3实现连接；超声波能够促进界面反应的进行，随着超声作用时间的延长，蓝宝石表面生成的Al2O3开始增多增厚。Zn-5Al超声钎焊蓝宝石接头的母材中存在裂纹，部分钎料与蓝宝石的界面处存在裂缝，裂纹和裂缝是接头在冷却过程中的产生的残余应力造成的。蓝宝石接头强度与焊缝宽度有关，焊缝宽度越小，压剪强度越大，焊缝宽度为20μm时，接头的平均压剪强度可达87MPa；压剪测试时，接头总是断裂在钎料与蓝宝石的界面，由于蓝宝石表面生长的Al2O3与蓝宝石的结合强度高于与钎料的结合强度，接头实际上是在钎料与Al2O3的界面开裂。在蓝宝石接头中预置55%SiCP/A356复合材料中间层可以消除蓝宝石接头中裂纹和裂缝等缺陷，当预置中间层厚度为300μm时可得到由SiC颗粒和Zn-Al合金组成的复合焊缝，焊缝中SiC颗粒的体积分数可达46%。当焊缝宽度为120μm时，接头的平均压剪强度和最高压剪强度可达133MPa和166MPa，与Zn-5Al直接超声钎焊蓝宝石相比，接头强度提高接近1倍。