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碳化硅(SiC)陶瓷是一种典型共价键结合的陶瓷材料，因其具有良好的高温强度、高的热导率、低的密度与热膨胀系数、抗热震、优良的耐磨损、耐腐蚀等性能，在航空航天、化工、电子、运输、核能等领域中有着广泛应用。在实际的工程应用中往往要求碳化硅陶瓷具有特定的复杂形状或者较大的尺寸。由于陶瓷脆性高、硬度高、后加工困难，因此常常采用陶瓷连接的工艺，即先制备出形状相对简单或者尺寸相对较小的陶瓷部件，然后再将这些陶瓷部件通过物理或者化学的方法连接成需要的尺寸和形状。因而，碳化硅陶瓷材料的连接具有重要的研究和实用价值。
本论文选取了两种连接工艺分别对常压烧结碳化硅陶瓷进行连接，一种是以氧化物玻璃焊料为中间层；另一种是采用反应结合碳化硅的方法连接。
本工作中的玻璃焊料主要选择了Na2O-B2O3-SiO2体系，通过调节氧化物的含量，得到了熔点相对较低、热膨胀系数与SiC基体匹配良好，而且润湿性能较好的玻璃配方。以该组成的玻璃为焊料连接碳化硅陶瓷，研究了不同工艺参数对连接件性能的影响，并且考察了基体与中间层之间的界面结合情况。最终，当中间层厚度设定为150μm，连接温度为1150℃，并保温10min时，接口的四点抗弯强度达到115±14MPa，微观结构显示界面结合良好。连接件经600℃热处理10min后，由于中间层玻璃中微裂纹的愈合，使得接口抗弯强度有明显提高，最高室温四点抗弯强度可达到218±23MPa。而且连接件在400℃以下具有良好的力学性能与抗蠕变性能。SiC/中间层界面结合情况通过热力学与润湿结合能计算、元素分布以及化学结构加以分析。结果显示在界面处存在一定的元素扩散与化学反应，而良好的界面结合得益于玻璃与陶瓷基体之间物理润湿以及界面处由于元素扩散而生成的Si-O-C相。
反应结合连接法方面，首先通过优化粘结剂、塑性剂、分散剂的含量制备得到了不同C/SiC比例的稳定的浆料，并通过流延成型的方法得到完整、微结构均匀、柔韧性好的流延膜。然后将流延膜叠层后脱粘即可得到孔径分布窄且两相分布均匀的含碳多孔素坯。探索液相渗硅工艺条件对反应烧结碳化硅陶瓷性能的影响，最终可获得抗弯强度为410±14MPa的反应烧结体。进一步提出向多孔含碳素坯中浸渍酚醛树脂，不仅有利于提高素坯的强度与碳含量，而且使得反应渗硅后的烧结体中游离硅的含量减少至10vol%，抗弯强度高达856±161MPa。
以不同厚度与组成的C/SiC流延膜为中间层，通过反应结合的方法连接碳化硅陶瓷，得到了连接层结构均匀、可控，力学性能良好的常压烧结碳化硅陶瓷连接件。连接件的力学性能与中间层的组成以及厚度有直接的关系。当中间层C/SiC质量比为5:10，中间层厚度为13±1μm时，连接件的室温四点抗弯强度可达346±35MPa，而且其在1250℃时的四点弯曲强度为439±31MPa，表明用反应结合的方法得到的连接试条具有较好的耐高温性能以及抗氧化性能。
从微观结构观察结合热力学计算推断，在液相渗硅过程中，连接层素坯中的C溶解在液相硅中反应形成C-Si原子对，在浓度梯度作用下扩散到冷的SiC基体表面并在其表面沉积、岛状外延生长形成SiC新相，最终实现中间层与基体的紧密结合。