2024年1月22日，长春工业大学材料科学与工程学院徐然教授课题组发表了题为《Microstructure， Mechanical and Optical Properties of MGAL2O4 MGAL2O4 JointsBonded Using CAO-AL2O3-SiO2 GlassFiller**的论文，该论文使用透明玻璃材料作为焊料连接透明镁铝尖晶石陶瓷。
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关于研究
*设计并制备了用于连接透明镁铝尖晶石陶瓷的玻璃焊料。 热膨胀试验结果表明，该玻璃焊料在RT-600处与透明镁铝尖晶石陶瓷具有完全相同的热膨胀行为。 润湿性研究表明，玻璃焊料在透明镁铝尖晶石陶瓷表面具有优异的润湿性，在1250时润湿角平衡为16度。 **进一步研究了连接温度和冷却速率等工艺参数对接头界面行为、微观结构和相组成的影响机理。 结果表明，当采用15 min的冷却速度时，可以获得完全玻璃化的焊缝。 在连接过程中，母材中的Mg元素溶解到焊缝中，焊缝中的Ca和Si元素扩散到母材中。 此外，随着连接温度的升高，尖晶石母材与玻璃焊料之间的相互溶解和相互扩散逐渐增加。 随着接头的冷却速度从15 min降低到5 min，焊缝组织由玻璃状态变为结晶状态。 最后，接头力学性能试验结果表明，当连接温度为1300，冷却速度为15 min时，接头的抗弯强度达到最大值189MPa。 而接头的断裂位置位于镁铝尖晶石母材中，表明接头强度已达到母材的强度水平。 同时，该接头还具有良好的透光率，在1000nm处的线性透光率为821%，接近镁铝尖晶石母材的透光率（85.6%）。
图 1：cas 玻璃焊料和透明镁铝尖晶石陶瓷的热膨胀曲线。
图 2：透明镁铝尖晶石陶瓷中 Cas 玻璃焊料的润湿形貌。
图3：（a）连接温度和（b）冷却速率对接头弯曲强度的影响。
图 4：镁尖晶石母材、玻璃焊料和镁尖晶石接头的线性透射率曲线。
综上所述，通过优化焊料成分和调整接头连接工艺，获得了具有优异力学性能和优异光学性能的透明镁铝尖晶石陶瓷接头。 本研究对透明镁铝尖晶石陶瓷的工程应用具有重要价值。