高纯度铜的扩散焊接和钎焊，以开发用于连接下一代线性对撞机 的精密加工铜部件的程序。在 400 °C 至 1000 °C 的温度范围内，在两种不同的负载条件 [3.45 kPa (0.5 psi) 和 3.45 MPa (500 psi)] 下，在两种不同的金刚石加工表面光洁度上进行扩散粘合。钎焊是使用纯银、纯金和金镍合金制成的，并且通过辐射和感应加热产生不同的加热速率。通过物理气相沉积 (PVD) 和传统的钎焊合金垫片应用钎焊材料。扩散焊接实验的结果表明，在 700 °C 或更高的键合温度和 3.45 MPa 的键合压力下，焊接强度非常接近铜基金属。在较低温度下，只能形成部分强度的扩散。在低粘合压力 (3.45 kPa) 下，在 800 °C 及更高温度下形成全强度粘合，而在 700 °C 及更低温度下未观察到粘合（零强度）。对扩散结合样品的断裂表面的观察表明表面光洁度对结合机制的影响。这些观察结果清楚地表明，键合是从点粗糙接触开始的，在相似的键合条件下，更平坦的表面会导致更高百分比的键合面积。钎焊实验的结果表明，纯银在常规和高加热速率情况下都非常适合钎焊。同样，纯银对 PVD 层和钎焊合金垫片都进行了良好的钎焊。金和含金钎料存在问题，主要是由于金在铜中的高扩散性。这些问题导致需要过度驱动温度以确保熔化、接头中存在孔隙以及非常宽的钎焊接头。基于本研究的总体结果，提出了一种用于制造结构的两步连接方法。该结构将使用自对准阶梯接头设计与纯银钎焊嵌件组装在一起，然后在 700 °C 和 3.45 MPa 压力下真空扩散焊接组件，以密封组件的关键内部。最后，在同一炉循环中，温度将升高到 800 °C，以使银与铜反应形成液态钎焊合金。主要是由于金在铜中的高扩散性。这些问题导致需要过度驱动温度以确保熔化、接头中存在孔隙以及非常宽的钎焊接头。