0 前言人造单晶α-Al2O3在科研和工业领域一般称为蓝宝石。它具有良好的光学和力学性能，同时具有很高的熔点、极高的硬度、极强的耐腐蚀性和较好的导热性[1]。因此蓝宝石在高技术领域中需求广泛，如激光设备[2-3]和窗口[4-6]、电子器件[7]和科学仪器[8]等。它也是飞行器和导弹光学窗口材料 [9-10]。 在制造含蓝宝石的器件过程中往往需要焊接技术，其核心问题在于界面结合和热应力。首先，蓝宝石具有极高的化学稳定性，与大多数的焊接材料之间的反应、扩散和界面结合比较困难。其次，蓝宝石的热膨胀系数较小，很难与焊缝填充材料相匹配，高温下形成的焊缝在冷却的过程中容易形成较大的热应力，造成焊接构件的畸变乃至微裂纹等缺陷。当前关于蓝宝石焊接的研究主要是围绕着这两个问题展开。目前蓝宝石焊接方法主要有三种：陶瓷粉末高温烧结法、扩散焊法和钎焊法。 文中在概述蓝宝石的主要焊接方法研究成果的基础上，总结了焊接材料与蓝宝石之间的反应、扩散与结合行为机理及焊接接头的热应力特点，讨论了目前研究中所存在的主要问题，希望对该领域的基础研究及工程应用提供有益参考。 1 蓝宝石的陶瓷粉末烧结焊接烧结连接法是将氧化物陶瓷粉末置于氧化铝基体之间，在高温条件下对焊缝施加一定的压力，使得界面能够通过扩散形成连接。这一方法又可以细分为固态外延烧结连接和玻璃化反应烧结连接。因为焊接材料与蓝宝石之间的热膨胀系数相近，因此这类方法可以得到应力较低的接头。 1.1 固态外延烧结连接将纯氧化铝粉末作为焊缝填充材料来焊接氧化铝的方法被称为固态反应烧结连接。Scott[11]较早地使用了这一方法连接蓝宝石。后来这一方法得到了较为广泛的研究,其基本原理如图1所示[12]。小晶粒氧化铝粉末具有较高的界面能，在高温条件下小晶粒逐渐长大，大晶粒吞噬小晶粒。蓝宝石与焊缝的界面向焊缝中迁移从而实现连接。这一反应也可以视为高温条件下的固态反应外延。理论上这一方法能够完全吞噬焊缝中的氧化铝粉末，实现两块蓝宝石之间的完美结合。 目前，Nisin作为一种高效、无毒、安全和营养的生物保鲜剂，已被许多国家和地区广泛应用于水产品保鲜中。研究发现，Nisin能很好的抑制鱼类中一些病菌的生长，当添加浓度为25 mg/L时，就会明显降低水产品中李斯特氏菌的水平，但并不会对水产品的组织造成任何损伤[2]。鳕鱼片、鲱鱼片及烟熏鲭鱼等海产品因含有肉毒梭状芽孢杆菌和波特淋菌而使人中毒，Nisin常被用作保鲜剂来推迟这些中毒症状[34]。罗水忠等[35] 在虾肉糜保鲜试验中证实了Nisin的保鲜效果。 第一，因材施教，需要根据不同班级的学习风气、整体素养等等方面，进而明确该班级的教学目标以及教学方式。关于班级学习风气的差异，例如，如果一个班级的整体学习风气比较好，那么则以自主练习为主；如果一个班级的整体学习风气较为一般，那么则应该以教师组织练习为主，有利于提升课堂教学效率与质量；从学生素质角度来讲，如果一个班级学生的整体身体素质较为一般，应当既定教学目标，将相关要求适当放宽；如果一个班级学生的身体素质比较好，则可以适当提升体育运动的要求，有利于激发学生的挑战积极性，从而达到提升效率的目标。 单纯使用氧化铝粉末作为焊缝填充材料需要在很高温度下进行扩散而且扩散过程仍然十分缓慢。研究人员着手克服这一缺点，通过掺杂来提高晶界扩散的速度。例如，Dillon等人[13]于2007年将经过掺杂CaO的氧化铝粉末置于α单晶氧化铝管道中，在1 600～1 945 ℃的高温下保温0～2 h。发现蓝宝石与氧化铝粉末之间的边界发生迁移，但在焊缝内仍留有大量空隙的缺陷。  图1 典型粉末烧结连接过程示意图 1.2 玻璃化反应烧结连接将多种氧化物的混合物，如SiO2,CaO,Al2O3,MgO等的混合物，作为焊缝填充材料的烧结连接被称为玻璃化反应烧结连接。这些混合物之间以及它们与蓝宝石之间在高温下会发生相互的扩散，并且会形成玻璃化反应，使得填充材料在低于基体熔点的温度下液化，从而实现界面的结合[14]。这一方法的一个重要优点是可在非真空、非保护气氛中进行。 哈尔滨工业大学王长文教授课题组[15-16]系统研究了使用Al2O3-SiO2-MgO混合粉末(MAS玻璃粉末)作为中间层烧结连接蓝宝石的工艺特点。与使用单纯的Al2O3粉末相比，使用MAS玻璃粉末降低扩散焊所需的温度，改善了焊缝的结构，减少了空隙的存在，提高了强度。Fiore等人[17]使用厚度为0.5 mm的含有Al2O3，SiO2，MgO等多种氧化物的多晶陶瓷薄片作为中间层扩散焊接了蓝宝石，接头的四点弯曲强度达到290 MPa。Fujitsu等人[18]使用34CaO-30Al2O3-36SiO2硅酸盐玻璃薄片焊接蓝宝石和多晶氧化铝陶瓷管，接头四点弯曲强度最高达到343 MPa。哈尔滨工业大学的孙剑飞教授课题组[19]使用0.5MgO-94Al2O3-5.5SiO2混合玻璃作为中间层扩散焊接了蓝宝石，发现原始的Al2O3粉末尺寸为50～200 nm，而在1 700 ℃保温1 h和1.5 h，晶粒尺寸长大到平均5 μm和8 μm。随着晶粒长大晶粒之间的缝隙被弥合。曹健教授团队[20]使用B2O3+Al2O3粉末作为填充材料在600～1 000 ℃下对多晶 玻璃化反应连接蓝宝石不一定要使用加热炉来进行，近年来很多学者采用激光作为热源，以玻璃材料作为焊接材料来焊接蓝宝石，也取得了很好的焊接效果[22-23]。这类方法既可以归类于烧结焊接，也可以归类于激光焊或者钎焊。可见以玻璃化反应为基础，使用多种方式实现焊接是未来蓝宝石连接的一个重要发展方向。 2 蓝宝石/金属扩散焊以金属作为焊缝填充材料进行蓝宝石的扩散焊接过程与上述烧结连接过程相似，但所需的温度更低。这一方法通过金属与氧化铝陶瓷表面裸露的Al或O形成金属键或共价键。与一般意义的扩散焊接不同，金属原子并不能渗透进入蓝宝石或者与其形成反应层。 2.1 低温扩散焊以铝或者铝合金作为中间层进行扩散焊接时，铝可以是液态的，也可以是固态的。Ning等人[24]使用热压液态铝与氧化铝烧结陶瓷的方法，制作了功率电子基板。氧化铝/铝表面长出很多台阶状的突起，说明发生了反应外延。Montesa等人[25]采用相似的方法，以纯铝和Al-12Si作为中间层，在高于金属熔点10 ℃的条件(670 ℃,610 ℃)下进行了热压液相扩散焊，得到蓝宝石表面生成台阶状的氧化铝。 使用固态铝扩散焊接氧化铝材料的研究中，有代表性的主要是Saiz等学者[26-27]在650 ℃(低于熔点10 ℃)以纯Al为中间层，扩散焊接烧结蓝宝石，界面上形成了厚度约为几纳米的O-Al非晶层。 固态铝扩散焊接蓝宝石的改进方法是表面活化连接法(Surface activated bonding，SAB)，较早由J.P.Ott等人[28]在1989年提出，即在高真空条件下使用离子轰击材料金属铝和蓝宝石表面，使它们处于高能状态，然后将两个表面对接并扩散，形成连接。这种方法的优点在于可以降低对扩散温度的要求， 1997年，Akatsu等人[29]使用这种方法焊接单晶铝与蓝宝石，接头拉伸强度达到20～30 MPa，其界面如图2所示。 但是SAB法要求铝的纯度较高，这样才能保证很好的塑性，以利于扩散界面结合的形成,但是这造成接头强度不可能提高。另外SAB方法得到的铝-氧化铝接头往往不能实现百分之百结合[30]。因此SAB方法焊接蓝宝石试验在最近几年已经很少有学者涉足了。 类似上面沿断裂的渗漏在西南巴伦支海的许多地区都有出现，尽管这样，西部Loppa高地及周边地区密度更高，RLFC和BFC断裂复合带展示沿断层的渗漏积聚带，不同盆地界限之间的主要断裂处也有许多的断层渗漏显示（图7），观察表明流体渗漏与主断层密切相关。西部高密度断裂的出现表明流体流动几率也会相应增加，可能是断层再活化作用导致的[2]。 工程造价所依据的数据资源一直是影响这项工作的普遍因素。抓矛盾就要抓主要矛盾，对于大数据过硬的发掘技术快速找到自己所需的信息[5]。①大数据库中的数据是庞杂的也是纷乱的。②数据与数据间的联系也是错综复杂的，要想在如此冗杂的数据信息库中快速找到自己所需的信息，对自己的信息有一个明确的标准或定位是解决问题的关键所在。从多个角度去定位，使得自己目标变得极具立体感，如此知道要找什么才能很快找到它，同时要斩断信息间不必要的联系，减少信息的附加。最终高绩效的发掘出符合目标要求的信息。  图2 使用SAB方法得到的蓝宝石/铝界面 2.2 高温扩散焊高熔点金属作为中间层扩散焊接蓝宝石所使用的中间层材料以Nb为主。Nb的热膨胀系数与氧化铝接近，得到的接头应力较小。而且Nb本身的晶格结构与蓝宝石的匹配较好，能够得到晶格错配较小的界面。Nb原子能在蓝宝石表面的一个原子层上占据本该属于Al或O的位置，形成O-Nb键或Al-Nb键[31-32]。其基本过程如图3所示，其中图3a，3b分别是焊缝平面的俯视图和侧视图，A，B，C为晶格表面的空位。Nb作为中间层可以使用Nb箔夹在蓝宝石之间[33]，也可以使用离子溅射方法在蓝宝石表面制造一个Nb层[34]。  图3 蓝宝石与Nb扩散结合界面结构示意图 由于直接使用Nb的扩散焊接的难度较大，需要很高的温度和较长时间的扩散，学者们提出了改进型的扩散焊接方法，即一种瞬间液相扩散连接(Transient liquid phase, TLP)[35]。这种方法主要是将较低熔点的金属覆盖在Nb的两侧。在扩散焊时，外侧金属熔化并被挤出焊缝，其中一部分与Nb发生扩散或者共晶反应，从而使Nb部分液化并与蓝宝石形成紧密的接触，最终实现结合。较常见的多层中间层结构由Ni/Nb/Ni和Cu/Nb/Cu等组成[36]。 蓝宝石/金属扩散焊技术能够得到较高强度的连接和较好的焊缝热膨胀系数匹配，但是这一方法一般需要高温和一定的加压设备，加工过程耗时较长，而且一般只能用于简单的平面对接接头，灵活性较低，因此目前对这种方法的研究和应用也没有得到大规模的展开，在2010年后也少见报道。 3 蓝宝石的钎焊钎焊是陶瓷材料连接中广泛使用的一种方法。其基本过程主要包括液态金属在高温下在陶瓷表面形成润湿，在焊缝中形成铺展并填满整个焊缝。待填缝完成后，整个接头冷却的过程中金属凝固并与陶瓷界面形成结合。钎焊方法具有接头适用性强、方法灵活、选材范围广等优点。但钎料合金一般熔点较低，钎焊的陶瓷部件一般难以应用于高温环境，另外接头的热应力问题也较难调节。 他首先想到了感激，感激这样的相遇相识，让他单调得无趣无味的空中骤然升腾出绚丽的云彩，他甚至幻想有那么一天云彩下出现了他和伍亦苒的身影。这幻想每日叠加，成为夜晚的依赖梦中的期待。 3.1 蓝宝石的直接钎焊大多数液态金属在蓝宝石表面的润湿和结合都很差，但是如果在金属中加入能降低界面能的元素，如Ti,V,Cr,Zr,Nb，则可以通过界面处的活化反应促进金属与陶瓷之间的结合[37]。目前使用含有Ti元素的钎料进行高温钎焊是最受关注的方法。 2008年，Durov等人[38]使用原位观察的方法，考察了Ag-36.65Cu-8.15Ti钎料在真空环境下在蓝宝石表面的铺展和反应情况，发现在800 ℃下，在数分钟之内Ti即可与蓝宝石反应生成肉眼可见的化合物。Stephens等人[39]使用Ag-Cu-Ti钎料在880 ℃下真空钎焊蓝宝石6 min，在蓝宝石的表面发现了Cu3Ti3O，TiO，Ti2O等生成物，如图4所示。Kozlova等人[40]在850～900 ℃下使用63Ag-35.25Cu-1.75Ti合金考察了其在蓝宝石表面的润湿和反应，界面上的生成物为Ti2O。 2.4.1 pH 长顺县弱碱性(pH7.5～8.5)耕地面积最大(图3a)，为262.9 km2，约占全县耕地的60%，主要分布在广顺镇、白云山镇；强酸性(pH<4.5)耕地面积最小，仅为2.03 km2，占全县耕地的0.46%，主要分布在长寨街道办、摆所镇和广顺镇。这是由于该区域内土壤成土母质为多为砂页岩、砂岩和石英砂岩等风化残积物，故其pH相对较低；而由白云岩、泥质白云岩、白云灰岩及石灰岩坡风化残积物形成的土壤以水田为主，由于受人为耕作因素的影响，pH相对较高。  图4 蓝宝石与Ag-Cu-Ti 钎料的界面结构 Ti等活化元素也可以加在Sn等低熔点合金中来实现氧化铝材料的焊接[41]，但是应用于蓝宝石的研究还较少。Kolenak等人[42]使用Sn-Ag-Ti钎料进行真空钎焊蓝宝石仍然需要在750～800 ℃下进行才能实现。这可能是由于多晶氧化铝与单晶的蓝宝石之间的润湿和反应差别导致的。 超声波钎焊是近年受关注的一种钎焊方法，利用超声波引起的空化效应产生局部的高温高压和指向固体界面的射流。在空化效应的作用下很多需要特殊条件才能发生的反应可以在常规条件下发生。 较早使用超声波钎焊进行氧化铝陶瓷焊接的是日本的Naka等人[43]。Kolenak等人[44-45]使用Sn-Ag-Ti钎料超声涂覆后钎焊的方法，在300 ℃连接了氧化铝和蓝宝石，得到的接头抗剪强度达到30 MPa，接近于使用相同钎料在800 ℃下真空钎焊的强度。这表明超声波可能促进了Ti元素的活化反应。哈尔滨工业大学的闫久春教授课题组[46]对蓝宝石的超声波钎焊方法进行了系统地研究，揭示了超声作用下液态铝在蓝宝石表面的润湿和结合特征，发现了Sn-Al钎料在蓝宝石表面形成的纳米氧化物过渡层可以提高界面结合强度[47]，并将这一方法应用于使用Zn-Al合金[48]和Al-Mg合金[49]进行蓝宝石的钎焊，其接头抗剪强度高达120～160 MPa。 3.2 蓝宝石的间接钎焊间接钎焊是指在蓝宝石表面预制一层具有较好焊接性的涂层或者薄膜然后再进行钎焊的方法。这一方法可以通过烧结法和沉积法两种手段实现。 网络模型不一定能正确地识别构件损坏程度。引起这种差错的其中一个主要因素可能是网络没有被提供足够多的信息来区分不同构件的损坏状态。我们可以采取一些措施进行补救，譬如，选择合适的传感器数量和安放位置来正确而恰当地捕捉结构的振动特性。在第二、第三层上分别设置传感器，以增加输入信息量。此外，还可尝试改变网络模型的结构，选用两个隐层，更好地区分不同损坏状态和识别60%损坏的构件。 烧结法的基本过程是将金属粉末和金属氧化物粉末混合在一起制成浆料，涂抹于待处理的蓝宝石表面。在高温条件下，混合粉末浆料内的金属氧化物发生玻璃化反应形成流体，一方面与蓝宝石结合，另一方面将金属颗粒粘在一起。这样在蓝宝石表面就形成了由部分氧化物玻璃和部分金属组成的混合过渡层，如图5所示。烧结法的典型代表方法是“钼锰法”，即使用金属钼和锰、钨等作为主要的金属颗粒，与Al2O3，CaO，MgO，SiO2等粉末制作浆料[50-53]。烧结制得的金属化层内部往往含有气孔和微裂纹等缺陷。  图5 烧结蓝宝石表面金属化方法示意图 沉积法指使用离子溅射、磁控溅射、物理气相沉积和化学气相沉积等方法，直接在陶瓷表面形成一层金属薄膜 [52-53]。沉积法是近些年才开始出现的新型焊接方法，沉积层与蓝宝石的结合决定了最终的强度。这一方法的研究和应用尚未充分开展，可能是未来研究的一个重要方向。 4 问题和讨论在蓝宝石焊接的过程中，所主要需要解决的两个方面的问题首先是蓝宝石母材与焊接材料之间的扩散、反应和结合问题，其次是焊接接头的热应力问题。 蓝宝石母材与焊接材料之间的扩散、反应和结合问题已经得到了较好的定性研究。在较高温度下陶瓷粉末、金属或活化元素与蓝宝石之间都能发生相应的反应和结合。但是相关问题在定量和动力学方面的研究开展还很不充分。 陶瓷粉末烧结过程中，母材与焊接材料之间的晶体融合动力学研究还很少。如何促进扩散和晶粒生长是烧结连接中所要解决的主要问题。 蓝宝石/金属扩散焊过程中金属与蓝宝石的成键微观过程和反应动力学也缺乏足够的认识，更缺乏定量的调控手段。这一方法的广泛应用受到这些基本问题的限制。 第三，精心挑选制度笼子的设计、施工人员。编织限制领导干部权力之制度笼子是一项严肃的政治任务，这一任务的顺利完成除了设计科学合理、用料质优外，还必须有责任意识强、编织技艺高超的能工巧匠。在人员选择上，应当把所有承担了领导职务的人员通通排除在外，而尽可能地选择那些无职无权的平头百姓、专家学者和其他社会精英，放手让他们来承担制度笼子的规划、计设与施工。为此，应当以切实有效的措施，把握住人员入选关，以防止心术不正者通过不正当的方式混入设计、施工队伍，偷工减料而制造伪冒假劣产品。 蓝宝石钎焊的核心问题是解决蓝宝石与钎料之间的界面反应和结合。活性钎焊法可以通过高温条件下活性元素的反应，在低温条件下需要使用外加能量促进活化元素的活性。这些反应的热力学研究尚未充分展开。间接钎焊需要解决表面金属化层与蓝宝石基体的结合问题。在这些过程中元素与蓝宝石之间的扩散过程和反应过程既缺少微观的理论分析，又缺少宏观上的反应进度预测模型。 这些基础理论研究的不足使得目前蓝宝石的焊接工艺方法严重依赖于经验和试验研究，对于普遍适用的规律研究适用性较小，而且耗费的时间和资源投入较大。因此可以展望在未来的蓝宝石焊接方法研究中，基础理论和模型的研究以及基于这些理论和模型的新方法将是研究的重要方向。 热应力问题可以通过设计焊缝热膨胀系数匹配等工艺方法加以解决，这一问题已经具备了较好的解决方案，在具体的焊接过程中加以实施即可取得较好的效果。 第一，互联网+视域下大数据需要管理会计具有数据分析思维。管理会计主要是为企业决策听过数据化的信息内容，随着互联网视域下大数据的发展，要求管理会计能够为其他的发展提供更多更有效的信息参考。因而要求管理会计能够制定贤弟会计制度，从海量数据中尽可能的挖掘到各种有价值的信息以供互联网视域下的企业发展。 参考文献 [1] Dobrovinskaya E R, Lytvynov L A, Pishchik V. 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