2.1.2 陶瓷與陶瓷及金屬與陶瓷之間焊接的問題
1.陶瓷材料的潤濕性很差
陶瓷材料的潤濕性很差或者根本就不能潤濕是影響其焊接加工的首要問題。陶瓷材料與金屬的原子鍵結構根本不同，陶瓷材料主要是離子鍵和共價鍵，表現為非常穩定的電子配位。這樣，欲通過熔化焊使金屬與陶瓷材料產生接觸是不可能的，也很難被熔化的金屬所濕潤。因此，在陶瓷材料之間或陶瓷材料與金屬之間直接進行熔化焊接是十分困難的。
2.陶瓷材料與金屬之間的線脹系數之差大，殘余應力大，容易產生裂紋
陶瓷材料的線脹系數很小，而金屬的線脹系數較大（見圖2-5），通過加熱來連接陶瓷材料與金屬（或用金屬作為中間層來連接陶瓷材料）時，會產生較大的殘余應力，削弱接頭的力學性能，甚至導致接頭開裂。
圖2-5 金屬與陶瓷的線脹系數的比較
線脹系數不同是影響金屬與陶瓷異種材料焊接接頭力學性能的基本要素之一。由于兩者線脹系數不同，在從焊接溫度冷卻下來時，將會產生較大的殘余應力。
在彈性范圍內因線脹系數不匹配時，兩材料之間將產生的殘余壓力可用下式給出：
式中 σ——殘余壓力；
E——彈性模量；
α——線脹系數；
ΔT——焊接溫度與室溫之差。
由上式可見，焊接溫度與室溫之差ΔT和線脹系數之差越大，殘余應力也越大。陶瓷與金屬焊接時，陶瓷的線脹系數較小，因此，一般來說，陶瓷受壓，金屬受拉。若用塑性中間層，則使接頭中的殘余應力更加復雜。
降低這種殘余應力的方法有三種：一是選用合理的表面加工及結合角度等形狀；二是在陶瓷與金屬之間插入能夠緩和焊接殘余應力的過渡中間層；三是設計合理的焊接接頭形式。而采用過渡中間層的方法也有兩點：一是采用低線脹系數的金屬作為過渡中間層；二是使高殘余應力向韌性好的金屬方向移動，使較軟的過渡中間層金屬發生塑性變形而降低應力。前者以W、Mo及其合金箔為多，但它們的線脹系數也無法與陶瓷材料一致，作為后者的金屬為無氧銅，但其降低殘余應力的效果與厚度有關。
接頭的形狀尺寸對殘余應力也有很大影響。
從上面兩個方面來考慮，它們都是由金屬與陶瓷異種材料的焊接溫度較高引起的。與釬焊和擴散焊相比，摩擦焊與陽極結合的加熱溫度較低和焊接時間較短，對金屬與陶瓷異種材料的焊接可能更加有利。
3.陶瓷材料與金屬的結合界面
由于陶瓷材料與金屬之間的焊接不能通過加熱、熔化、結晶的方式進行，只能通過擴散及（或）反應形成的過渡層來實現連接。這個界面反應通過三種途徑而發生：由于陶瓷材料一般由燒結而成，因此存在一定的空隙，將會發生滲透現象；元素的擴散和元素之間發生化學反應，這個過程對于陶瓷材料與金屬接頭的形成和性能有決定性的影響。因此，研究這個界面反應對于陶瓷材料的焊接有重要意義。
當集中加熱（比如熔化焊）時，在接頭的陶瓷一側容易產生高的殘余應力，此處很容易產生裂紋。
4.陶瓷材料導電性差
大部分陶瓷材料的導電性差或基本上不導電，因此，很難采用電焊的方法來連接陶瓷材料，必須采取特殊的措施。
5.陶瓷材料的熔點高、硬度和強度高
陶瓷材料的熔點高，硬度和強度高，不易變形，陶瓷材料之間以及陶瓷材料與金屬之間的擴散焊接都比較困難。擴散焊接時要求被連接表面非常平整（要求表面粗糙度Ra值小于0.1μm）和清潔，穩定性要求高，焊接時間長。