CN103170723B - 一种大气环境下快速原位生成同质相氧化铝陶瓷的连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大气环境下快速原位生成同质相或近似同质相的氧化铝陶瓷的连接方法，属于陶瓷-陶瓷或陶瓷-金属连接领域。本发明可在大气环境下实现接头快速润湿，极大缓和复合相结构的接头内应力，同时强化接头并提高使用温度。相比其它陶瓷连接方法，该方法能获得接头连接界面具有高密封性（接头接合率≥95％）、高强度（70～90MPa）、宽服役温度范围的优异性能，因此尤其适用于需要长时间真空耐压密封、高服役温度、高强度及高耐腐蚀性能的氧化铝陶瓷-氧化铝陶瓷及氧化铝陶瓷-金属（铝、铜、不锈钢及其各合金等）结构间的快捷、高效及高强的连接。

Description

一种大气环境下快速原位生成同质相氧化铝陶瓷的连接方法

技术领域

本发明涉及一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，尤其适用于需要长时间真空耐压密封、较高工作温度、高强度及高耐腐蚀性能的氧化铝陶瓷-氧化铝陶瓷及氧化铝陶瓷-金属（铝、铜、不锈钢及其各自的合金）结构间的快捷、高效及高强的连接。

背景技术

近年来，陶瓷因其具有高硬度、高强度、低密度、低热膨胀系数以及良好的热导率、抗化学腐蚀性，正被广泛用于生产生活的各个方面。例如，在生物医疗领域，基于其良好的耐高温及耐化学腐蚀性能，陶瓷主要被用在牙科、生物传感器以及嵌入式微系统等方面；在切削加工领域，基于其高硬度，陶瓷被广泛用于切削刀具的生产；在核能领域，陶瓷材料也被广泛的使用，如氮化硅陶瓷被广泛用在国际热核试验反应装置（ITER）工程中；在新能源领域，陶瓷也被大量的应用，如固态氧化燃料电池（SOFCs）大量的使用了氧化锆陶瓷；同时陶瓷也在国防装备和航空航天领域中发挥至关重要的作用。除了陶瓷在上述领域中发挥不可替换的作用外，消费电子工业也是陶瓷的主要应用领域，其被广泛的用做功率器件模组的基底，以满足大功率器件封装散热所带来的强烈需求。

尽管氧化铝陶瓷作为一种迄今使用规模最大及范围最广的陶瓷材料被广泛的使用在社会生产的各个方面。但氧化铝陶瓷的可加工及成型能力差，因此氧化铝陶瓷材料必须与其他材料一起加工成新的结构以满足上述特殊的需求，而这些复合结构主要是陶瓷-陶瓷和陶瓷-金属间的连接。但是陶瓷材料的连接性能或者接头的可靠性受多方面因素影响：①被连接材料间的化学反应活性；②材料原子结构间的晶体学关系；③陶瓷与金属间热膨胀系数的失配性；④界面间的机械粘附能力；⑤界面的处理情况（粗糙度、表面污染）；⑥接头的环境相容性。如氧化铝陶瓷与金属铝的连接，两者的熔点相差极大（1000℃以上），同时热导率及线膨胀系数也是相差悬殊，因此随着技术的发展以及材料应用领域的扩大，对连接接头的性能提出了更多、更高的要求，这就使连接的工艺条件更加的苛刻；同时随着全球能源的紧缺以及对环保关注度的提高，开发出能同时有效克服苛刻的连接工艺条件与节能环保这两者之间矛盾的新连接方法是今后的必然发展趋势。

从陶瓷连接发展历程来讲，氧化铝陶瓷连接的方法大致可分为三类：机械连接、固相连接及钎焊。机械连接主要包括铰接和栓接两种，但该方法获得的接头强度及密封性较差，同时加工复杂，因此不被广泛的使用；固相连接包括摩擦焊、爆炸焊、超声焊及扩散焊。摩擦焊、爆炸焊、扩散焊因其工艺设备复杂和生产周期长等缺点，不能很好的满足绿色环保及节能减排的现代化生产发展要求。超声波连接因其能够用简单的设备在短时间内实现材料的连接，此外并不需要钎剂或者粘结剂等显著优点而受到愈来愈广泛的关注。但是传统的超声焊接存在明显缺陷，即机械冲击损伤大，同时被连接金属材料大多是相对软的材料（Al、Cu、Mg等）。

钎焊在氧化铝陶瓷连接领域主要可分为两类：一是直接钎焊（Mo-Mn法），该方法的操作工艺复杂，需要经过氧化铝陶瓷表面的预金属化，而且其接头性能受工艺参数的控制精确度影响很大，同时该过程实现成本很高。二是活性钎焊，即采用添加活性元素（Zr、Ti、Cr等）的钎料直接实现接头的形成。尽管该方法能明显的降低接头形成温度以及简化连接工艺，但是该方法的不足之处是为了有效克服被连接材料间的物理性能差异，大部分接头的获得必须在长时间真空环境下完成。因此如何克服这些连接弊端是陶瓷应用领域的难点，更重要的是获得同质或近似同质相结构的接头是目前大规模生产应用亟需解决的关键问题。

发明内容

为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，本发明的连接方法尤其适用于需要长时间真空耐压密封、高强度及高耐腐蚀性能的氧化铝陶瓷-氧化铝陶瓷或氧化铝陶瓷-金属的连接，所述连接材料包括材质相同或不同的母材一1和母材二2，该连接方法包括以下步骤：

I、被连接材料进行的表面处理：对母材一1、母材二2进行打磨（机械方式），以保证表面洁净度(去除油污、附着物等)及粗糙度，中间层3采用超声清洗1～5分钟；

II、母材一（1）置于下层、母材二（2）置于上层及中间层（3）在中间组装成“三明治”叠层结构，构成被连接试样结构；

III、在母材二2上施加相对于所述连接界面的预压力；

IV、用加热装置对母材一1与母材二2的连接部位进行局部快速加热至设定温度700～900℃；

V、以超声装置对母材二2施加相对于所述连接面的高频超声振动，超声振动的频率为15kHz～50kHz、振幅为5μm～40μm，超声振动时间为0～1000秒；

VI、超声振动完成后，停止加热并继续保压至所述连接部位冷却至200+/-20℃，加速冷却。加速冷却措施不仅可以提高生产效率，还可以降低因热膨胀系数失配造成的残余应力的不良影响。

作为本发明的进一步改进，上述氧化铝陶瓷可为工业生产中使用的多晶氧化铝陶瓷，亦可为高纯的单晶蓝宝石，甚或其他陶瓷材料；上述氧化铝陶瓷的纯度优选75～99％，上述高纯的单晶蓝宝石优选α、β、γ等晶向。

上述连接材料具体可以为：所述母材一1为氧化铝陶瓷、母材二2为氧化铝陶瓷；或者所述母材一1为氧化铝陶瓷、母材二2为金属材料中的一种；或者所述母材一1为金属材料中的一种、母材二2为氧化铝陶瓷；所述金属材料优选铝、铜、不锈钢或其任意两种或两种以上金属的合金。

上述步骤I中所述的打磨优选机械方式，通过打磨以保证表面洁净度(去除油污、附着物等)及粗糙度，所述超声清洗时间为1～5分钟；

上述步骤Ⅱ所述母材一1或者母材二2均可装卡在底部固定尺寸卡具4上，本发明默认为母材一1装夹在底部固定尺寸卡具4上，母材二2通过可调尺寸卡具5实现与母材一1配合，使二者的连接面相对并将中间层3置于所需被连接界面之间，构成氧化铝陶瓷—中间层—氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷—中间层—金属的“三明治”结构。

上述中间层3材料及尺寸优选方案为：

①为获得最大程度的同质接头，优选纯铝；如只需在一定程度上的性能提高，并且降低连接温度，优选铝-锌、铝-铜、铝-硅、铝-镁合金中的一种或几种。

②为获得最佳的连接效果，所述中间层3的尺寸应比被连接母材一1、母材二2接头界面的横截面尺寸在一个方向上大0.5～2mm，并对称向两端伸出。

③为缩短连接时间及更大程度的增强连接效果，所选中间层3的厚度为0.1～0.5mm。

④中间层3的尺寸、形状及物理状态可根据实际应用场合而优化确定，所述中间层3的形状为片状、箔状、条状或块状。

上述步骤Ⅲ中所述预压力的目的是增加接头的紧密性，降低连接温度的同时缩短连接时间；所述预压力大小为0.5～3MPa，预压力的施加应均匀一致，避免局部集中

上述步骤IV中所述局部快速加热的目的是为了降低热输入量、节约能源并降低热应力膨胀失配所带来的损伤，达到设定温度后保温至预设时间。所述设定温度应高于中间层3熔点40℃～300℃；所述加热装置的升温速率为300～500℃/min。

作为本发明的进一步改进，在上述步骤IV将连接界面温度升至设定温度0～5秒后，并在此恒定温度下开始步骤V的施加高频超声振动。

作为本发明的进一步改进，上述被连接母材为块状、棒状、片状或板状。其中焊接接头方式可以为对接或搭接；对接或搭接上述连接材料时，上述步骤I～VI中母材一1与母材二2横向水平放置。

上述加热装置可以为电磁感应、微波或电阻加热方式。

上述超声装置可以为超声压杆或其他超声方式。

作为本发明的进一步改进，实际操作中为精确控制加热温度，上述步骤IV中的加热装置还可以配备实时温度监控设备（红外测温或热电偶测温），通过所述温控装置对加热的被连接部位进行实时温度控制。

上述超声压头可直接对连接结构施加预压力和焊接压力，从而减少附加装置，简化设备及操作工艺，但必须防止因热传导而导致超声压头过热损伤。

本发明的有益效果是：

1、本发明的氧化铝陶瓷-氧化铝陶瓷及氧化铝陶瓷-金属材料间的连接方法采用快速的感应加热与功率超声辅助相结合，能够在有效提高连接效率的同时，高频振动能够有效的克服陶瓷连接过程中的局限性。一方面高频振动能够有效的减小因为快速加热和冷却所带来残余应力集中的问题；另一方面超声施加过程中能够显著有效的增强氧化铝陶瓷连接过程中的润湿性。与此同时，超声波的声流及空化效应还能够有效的去除材料表面的氧化膜及杂质、减少气孔等其他的缺陷，从而能够快速形成高质且可靠的接头。

2、本方法在大气环境下进行连接，克服了传统的氧化铝陶瓷接头形成方法中需要高真空、高压、高温及长时间的难点。同时对被连接件表面粗糙度和清洁度要求不高，简化了工艺；缩短了连接周期，降低了生产成本；并且因为加热时间短、加热范围小、所需连接压力和超声振动功率低，因而消耗能源较少，使连接生产效益更好。

3、本连接方法无需使用任何添加试剂或者其他的辅助或保护措施，降低了生产成本的同时也避免了添加试剂对环境的污染以及对操作人员健康造成的危害；此外，还避免了使用添加试剂时所形成接头的电化学腐蚀以及反应时产生气孔的潜在危险，从而增加了连接接头的可靠性。

4、由于连接压力小、温度低以及焊接时间短，因此本方法特别适用于大面积或大尺寸薄板氧化铝陶瓷-氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷-金属的连接。

5、本方法能够在功率超声场的作用下，在氧化铝陶瓷—纯铝—氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷—纯铝—金属接头结构中，通过超声空化作用使得处于液相的中间层铝材料自身氧化，从而形成氧化铝陶瓷颗粒，通过超声振动使其粒径相近并均匀地弥散分布于接头内，构成氧化铝陶瓷相自身过渡连接的效果，并与氧化铝陶瓷表面原位外延生成的陶瓷相一起构成与被连接氧化铝陶瓷同质或近似同质的接头结构，接头内陶瓷相占比达90%以上，陶瓷相中间填充铝。所获得的接头结构具有高密封性（接头合率≥95％）、高强度（普通氧化铝陶瓷连接接头抗剪强度达70～90MPa）、宽泛服役温度范围的优异性能，从而满足需要长时间真空耐压密封、高服役温度、高强度及高耐腐蚀性能的特殊应用场合。

附图说明

图1是本发明被连接材料装配原理图；

图2是本发明连接结构装夹示意图；

图3是本发明感应热-超声连接装置示意图；

图中各部件名称如下：母材一1，母材二2，中间层3，底部固定尺寸卡具4，可调尺寸卡具5，电磁感应加热线圈6，超声压杆7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

实施例一：参见附图1、2、3所示，一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，该连接方法包括以下步骤：

I、被连接材料进行的表面处理：对母材一1、母材二2的对接面进行机械打磨，以保证表面洁净度及粗糙度，中间层3采用超声清洗1～5分钟；

II、母材一1、母材二2及中间层3以“三明治”叠层结构组装，构成被连接试样结构；

III、在母材二2上施加相对于所述连接界面的预压力，预压力大小为0.5～3MPa，预压力的施加均匀一致，避免局部集中；

IV、用高频电磁感应加热线圈6对母材一1与母材二2的连接部位进行局部快速加热至设定温度700～900℃；

V、以超声压杆7对母材二2施加相对于所述连接面的高频超声振动，超声振动的频率为15kHz～50kHz、振幅为5μm～40μm，超声振动时间为0～1000秒；

VI、超声振动完成后，停止加热并继续保压至所述连接部位冷却至一定温度200+/-20℃，然后采取快速冷却措施以加快生产效率，从而降低因热膨胀系数失配造成的残余应力的不良影响。

上述氧化铝陶瓷可为工业生产中使用的纯度为75～99％的多晶氧化铝陶瓷。

上述被连接材料具体为：所述母材一1为氧化铝陶瓷、母材二2为氧化铝陶瓷。

上述步骤Ⅱ中所述母材一1装夹在底部固定尺寸卡具4上，母材二2通过可调尺寸卡具5实现与母材一1配合，使二者的连接面相对并将中间层3置于所需被连接界面之间，构成氧化铝陶瓷—中间层—氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷—中间层—金属的“三明治”结构。

上述中间层3材料优选纯铝；为获得最佳的连接效果，所选的中间层3的尺寸应比被连接母材一1、母材二2接头界面的横截面尺寸在一个方向上大0.5～2mm，并对称向两端伸出。为缩短连接时间及更大程度的增强连接效果，所选中间层3的厚度为0.1～0.5mm，所述中间层3的形状为片状。

上述步骤Ⅲ中所述预压力的目的是增加接头的紧密性，降低连接温度的同时缩短连接时间。

上述步骤IV中所述局部快速加热的目的是为了降低热输入量、节约能源并降低热应力膨胀失配所带来的损伤，达到设定温度后保温至预设时间。所述电磁感应加热升温速率为300～500℃/min。

在上述步骤IV将连接界面温度升至设定温度0～5秒后，并在此恒定温度下开始步骤V的施加功率超声振动。

上述被连接母材均为块状，其中焊接接头方式可以为对接，对接上述连接材料时，上述步骤I～VI中母材一1与母材二2横向水平放置。

本方法在大气环境下进行连接，克服了传统的氧化铝陶瓷接头形成方法中需要高真空、高压、高温及长时间的难点。

本方法能够在功率超声场的作用下，在氧化铝陶瓷—纯铝—氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷—纯铝—金属接头结构中，通过超声空化作用使得处于液相的中间层铝材料自身氧化，从而形成氧化铝陶瓷颗粒，通过超声振动使其粒径相近并均匀地弥散分布于接头内，构成氧化铝陶瓷相自身过渡连接的效果，并与氧化铝陶瓷表面原位外延生成的陶瓷相一起构成与被连接氧化铝陶瓷同质或近似同质的接头结构，接头内陶瓷相占比达90%以上，陶瓷相中间填充铝。所获得的接头结构具有高密封性（接头合率≥95％）、高强度（普通氧化铝陶瓷连接接头抗剪强度达70～90MPa）、宽泛服役温度范围的优异性能，从而满足需要长时间真空耐压密封、高服役温度、高强度及高耐腐蚀性能的特殊应用场合。

由于连接压力小、温度低以及焊接时间短，因此本方法特别适用于大面积或大尺寸薄板氧化铝陶瓷-氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷-金属的连接。

实施例二：参见附图2所示，一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，该连接方法包括以下步骤：

I、被连接材料进行的表面处理：对母材一1、母材二2对接面进行打磨，以保证一定的表面洁净度及粗糙度，中间层3采用超声清洗1～5分钟；

II、母材一1、母材二2及中间层3以“三明治”叠层结构组装，构成被连接试样结构；

III、在母材二2上施加相对于所述连接界面的预压力，预压力大小为0.5～3MPa，预压力的施加均匀一致，避免局部集中；

IV、用高频电磁感应加热线圈6对母材一1与母材二2的连接部位进行局部快速加热至设定温度700～900℃；

V、以超声压杆7对母材二2施加相对于所述连接面的高频超声振动，超声振动的频率为15kHz～50kHz、振幅为5μm～40μm，超声振动时间为0～1000秒；

VI、超声振动完成后，停止加热并继续保压至所述连接部位冷却至一定温度200+/-20℃，然后采取快速冷却措施以加快生产效率，从而降低因热膨胀系数失配造成的残余应力的不良影响。

上述氧化铝陶瓷为高纯的单晶蓝宝石（α、β、γ等晶向）材料。

上述被连接材料具体为：所述母材一1为氧化铝陶瓷、母材二2为金属材料中的一种。

上述母材一1装夹在底部固定尺寸卡具4上，母材二2通过可调尺寸卡具5实现与母材一1配合，使二者的连接面相对并将中间层3置于所需被连接界面之间，构成氧化铝陶瓷—中间层—氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷—中间层—金属的“三明治”结构。

上述中间层3的材料优选铝-锌，为获得最佳的连接效果，所述中间层3的尺寸应比被连接母材一1、母材二2接头界面的横截面尺寸在一个方向上大0.5～2mm，并对称向两端伸出。为缩短连接时间及更大程度的增强连接效果，所述中间层3厚度为0.1～0.5mm，所述中间层3的形状为箔状。

上述步骤Ⅲ中所述预压力的目的是增加接头的紧密性，降低连接温度的同时缩短连接时间。

上述步骤IV中所述局部快速加热的目的是为了降低热输入量、节约能源并降低热应力膨胀失配所带来的损伤，达到设定温度后保温至预设时间。所述电磁感应加热升温速率为300～500℃/min。

在上述步骤IV将连接界面温度升至设定温度0～5秒后，并在此恒定温度下开始步骤V的施加高频超声振动。

上述被连接母材为板状。其中焊接接头方式可以为搭接，搭接上述连接材料时，上述步骤I～VI中母材一1与母材二2横向水平放置。

实际操作中为精确控制加热温度，上述步骤IV中的电磁感应加热装置还可以配备实时温度监控设备（红外测温或热电偶测温），通过所述温控装置对加热的被连接部位进行实时温度控制。

上述超声压头可直接对连接结构施加预压力和焊接压力，从而减少附加装置，简化设备及操作工艺，但必须防止因热传导而导致超声压头过热损伤。

本方法提供了一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，所获得的接头结构具有高密封性（接头合率≥95％）、高强度（普通氧化铝陶瓷连接接头抗剪强度达70～90MPa）、宽泛服役温度范围的优异性能，从而满足需要长时间真空耐压密封、高服役温度、高强度及高耐腐蚀性能的特殊应用场合。

实施例三：参见附图3所示，一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，该连接方法包括以下步骤：

I、被连接材料进行必要的表面处理：对母材一1、母材二2进行打磨，以保证表面洁净度及粗糙度，中间层3采用超声清洗1～5分钟；

II、母材一1、母材二2及中间层3以“三明治”叠层结构组装，构成被连接试样结构；

III、在母材二2上施加相对于所述连接界面的预压力，预压力大小为0.5～3MPa，预压力的施加均匀一致，避免局部集中；

IV、用高频电磁感应加热线圈6对母材一1与母材二2的连接部位进行局部快速加热至设定温度700～900℃；

V、以超声压杆7对母材二2施加相对于所述连接面的高频超声振动，超声振动的频率为15kHz～50kHz、振幅为5μm～40μm，超声振动时间为0～1000秒；

VI、超声振动完成后，停止加热并继续保压至所述连接部位冷却至一定温度200+/-20℃，然后采取快速冷却措施以加快生产效率，从而降低因热膨胀系数失配造成的残余应力的不良影响。

上述氧化铝陶瓷可为工业生产中使用的不同纯度（75～99％）的多晶氧化铝陶瓷。

上述被连接材料具体为：所述母材一1为金属材料中的一种、母材二2为氧化铝陶瓷。

上述步骤Ⅱ中所述母材二2装夹在底部固定尺寸卡具上，母材一1通过可调尺寸卡具实现与母材二2配合，使二者的连接面相对并将中间层3置于所需被连接界面之间，构成氧化铝陶瓷—中间层—氧化铝陶瓷或者氧化铝陶瓷—中间层—金属的“三明治”结构。

上述中间层3优选铝-铜、铝-硅、铝-镁合金中的一种或几种，为获得最佳的连接效果，所述中间层3的尺寸应比被连接母材一1、母材二2接头界面的横截面尺寸在一个方向上大0.5～2mm，并对称向两端伸出。为缩短连接时间及更大程度的增强连接效果，所选中间层3的厚度为0.1～0.5mm，所述中间层3的形状为块状。

上述步骤Ⅲ中所述预压力的目的是增加接头的紧密性，降低连接温度的同时缩短连接时间。

上述步骤IV中所述局部快速加热的目的是为了降低热输入量、节约能源并降低热应力膨胀失配所带来的损伤，达到设定温度后保温至预设时间。所述电磁感应加热升温速率为300～500℃/min。

在上述步骤IV将连接界面温度升至设定温度0～5秒后，并在此恒定温度下开始步骤V的施加高频超声振动。

上述被连接母材为块状。其中焊接接头方式可以为对接，对接上述连接材料时，上述步骤I～VI中母材一1与母材二2横向水平放置。

实际操作中为精确控制加热温度，上述步骤IV中的电磁感应加热装置还可以配备实时温度监控设备（红外测温或热电偶测温），通过所述温控装置对加热的被连接部位进行实时温度控制。

上述超声压头可直接对连接结构施加预压力和焊接压力，从而减少附加装置，简化设备及操作工艺，但必须防止因热传导而导致超声压头过热损伤。

本方法提供了一种大气环境下快速原位生成同质或近似同质相氧化铝陶瓷的连接方法，所获得的接头结构具有高密封性（接头合率≥95％）、高强度（普通氧化铝陶瓷连接接头抗剪强度达70～90MPa）、宽泛服役温度范围的优异性能，从而满足需要长时间真空耐压密封、高服役温度、高强度及高耐腐蚀性能的特殊应用场合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种大气环境下原位生成氧化铝陶瓷的连接方法，所述连接材料包括材质相同或不同的母材一(1)和母材二(2)，其特征在于：包括以下步骤：

I、被连接材料进行的表面处理：对母材一(1)、母材二(2)进行打磨，中间层(3)采用超声清洗；

II、母材一(1)置于下层、母材二(2)置于上层及中间层(3)在中间组装成“三明治”叠层结构，所述中间层(3)的尺寸应比被连接母材一(1)、母材二(2)接头界面的横截面尺寸在一个方向上大0.5～2mm，并对称向两端伸出；所述中间层(3)的厚度为0.1～0.5mm；

III、在母材二(2)上施加相对于所述连接界面的预压力，所述预压力大小为0.5～3MPa；

IV、用加热装置对母材一(1)与母材二(2)的连接部位进行局部快速加热至设定温度700～900℃；

V、以超声装置对母材二(2)施加相对于所述连接面的高频超声振动，超声振动的频率为15kHz～50kHz、振幅为5μm～40μm，超声振动时间为0～1000秒，将连接界面温度升至所述设定温度0～5秒后，在此恒定温度下开始施加高频超声振动；

VI、超声振动完成后，停止加热并继续保压至所述连接部位冷却至温度200+/-20℃，加速冷却。

2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述氧化铝陶瓷为工业生产中使用的多晶氧化铝陶瓷或高纯的单晶蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述母材一(1)为氧化铝陶瓷、母材二(2)为氧化铝陶瓷；或者所述母材一(1)为氧化铝陶瓷、母材二(2)为金属材料中的一种；或者所述母材一(1)为金属材料中的一种、母材二(2)为氧化铝陶瓷。

4.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述中间层(3)为纯铝、铝-锌、铝-铜、铝-硅或铝-镁合金中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述母材一(1)的形状为块状、棒状、片状或板状；所述母材二(2)的形状为块状、棒状、片状或板状；所述中间层(3)的形状为片状、箔状、条状或块状。

6.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：所述设定温度应高于中间层(3)熔点40℃～300℃；所述加热装置升温速率为300～500℃/min。

7.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于：其中焊接接头方式可以为对接或搭接；对接或搭接上述连接材料时，上述步骤I～VI中母材一(1)与母材二(2)横向水平放置。