Li2O掺杂对CBS/Al2O3玻璃陶瓷性能的影响

研究了Li2O掺杂对CBS/Al2O3玻璃陶瓷烧结性能和介电性能的影响.结果表明,掺杂适量的Li2O可改善CBS/Al2O3玻璃陶瓷的烧结性能和介电性能,当掺杂Li2O的质量分数为0.5%时,CBS/Al2O3玻璃陶瓷在810 ℃可实现低温致密化烧结,试样的体积密度为2.89 g/cm3;在1 MHz的测试频率下,该材料的介电常数为8.6,介电损耗为1.0×10-3;XRD分析表明其相组成主要为CaSiO3、CaAl3BO7、残余Al2O3和玻璃相.     

Al_2O_3对CaO-R_2O-SiO_2/ZrO_2基LTCC材料结构性能的影响

采用高温熔融法在1 350℃制备了CaO-R2O-SiO2玻璃粉料,系统研究了Al2O3的添加量对CaO-R2O-SiO2/ZrO2基LTCC玻璃/陶瓷材料结构与性能的影响规律。研究结果表明,适量添加Al2O3可促进主晶相生长,提高材料结构稳定性,使其具有良好的力学电学性能。当Al2O3添加质量分数达7.5%时,850℃下可制得抗弯强度为183 MPa、相对介电常数为7.19、介电损耗为0.22%、电阻率5×1 013?·cm的CaO-R2O-SiO2/ZrO2基LTCC玻璃/陶瓷材料。     

钙铝硼硅玻璃/氧化铝复合材料性能研究

通过高温熔融法制备的CaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃粉末与α-Al2O3粉末按照质量分数50:50混合,烧结制备了钙铝硼硅玻璃/氧化铝系低温共烧陶瓷材料,研究了烧结温度对复合材料的物相组成、微观结构、力学性能及介电性能的影响.结果表明,875℃烧结制备的复合材料性能最佳,抗弯强度为164 MPa,介电常数为7.8,介电损耗为0.001 3,热膨胀系数为5.7×10-6/℃,具有良好的综合性能,可用作低温共烧陶瓷基板材料.     

压制工艺对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料烧结性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃粉与Al_2O_3为原料,流延成型生瓷带,采用低温烧结法制备了玻璃/陶瓷系介电陶瓷材料。研究了压制工艺与烧成温度对复合材料烧结性能以及介电性能的影响。结果表明,随着成型压力增加与保压时间延长,生坯体积密度增加,相应烧结体的体积密度增加,烧成收缩率减小。玻璃/Al_2O_3生瓷带的微观形貌结构致密,20 MPa/10 min成型玻璃/Al_2O_3材料于850℃烧结具有较好的性能:体积密度为3.10 g·cm~(–3),10 MHz下的介电常数为7.97,介电损耗为0.000 86。因此该体系材料比较适合用作低温共烧陶瓷材料。     

MgO-Y_2O_3对热压烧结Al_2O_3性能的影响

以高纯的硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了烧结助剂掺量对Al2O3材料的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明:所制Al2O3陶瓷具有细晶的显微结构特征和超高的抗弯强度。随着MgO-Y2O3掺量的增加,晶粒尺寸、抗弯强度和热导率先增大后减小,而介电损耗则呈现先减小后增大的变化规律。当MgO和Y2O3掺量均为质量分数2%时,Al2O3陶瓷呈现为较佳的综合性能:抗弯强度达最大值为603 MPa,热导率为36.47 W.m–1.K–1,介电损耗低至6.32×10–4。     

流延成型法制备CBS系玻璃-陶瓷复合材料

以CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉体、Al2O3陶瓷粉体和Li2CO3助熔剂为原料,通过流延成型法制备了CBS/Al2O3玻璃-陶瓷复合材料流延片。结果表明,Li2CO3通过与CBS、Al2O3、B2O3反应生成低熔点的Li4B2O5和LiAlO2液相,降低了CBS/Al2O3复合材料的烧结温度,在850℃烧结时的体积密度为2.63g/cm3;具有良好的介电性能:介电常数为7.24,介电损耗为1.57×10-3;流延片通过与高热导率的Ag共烧,获得优异的热传导性能,当通孔占有率及间距为3.88%和1.00mm时,热导率为15.16 W/(m·K),已经达到AlN/玻璃基板的热传导性能。     

双碱金属氧化物对钙硼硅微晶玻璃性能的影响

向CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中添加双碱金属氧化物Na2O和Li2O。研究了Na2O和Li2O的总体质量分数和二者的质量比对玻璃试样性能的影响。采用DSC、XRD、SEM分析了玻璃的性能和微观形貌。结果表明:烧结后试样晶相主要为硅灰石;当w(双碱金属氧化物)为1.5%,ζ(Na2O∶Li2O)为2∶3时,试样能在950℃烧结,εr为6.16,tanδ为3.5×10–3(1MHz)。     

石英SiO_2改性Al_2O_3陶瓷性能研究

以高纯石英SiO2、氧化铝粉末为原料,采用传统固相反应法在1 580℃空气中烧结得到了致密的Al2O3封装陶瓷。研究了不同石英SiO2/Al2O3配比对Al2O3陶瓷的热学性能、力学性能及介电性能的影响。研究结果表明,当石英SiO2的质量分数为3.5%时,在1 580℃烧结温度下保温3h所得样品综合性能最佳。陶瓷试样密度为3.85g/cm3,抗弯强度达到517 MPa,热膨胀系数为6.6×10-6(300℃),介电常数为9.4。     

玻璃/Al_2O_3系MLCI介质材料的微观结构与性能研究

采用烧结法制备了一种低温共烧(LTCC)K_2O/Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3介质材料。系统研究了玻璃/Al_2O_3比例和烧结温度对介质材料结构与性能的影响。结果表明,材料烧结后只有Al_2O_3晶相,材料烧结属于液相烧结机制。介质的相对介电常数ε_r随Al_2O_3含量的增加而升高,Al_2O_3质量分数为35%时,经860℃烧结材料的性能最优:ε_r=5.93,tanδ=3.1×10~(–3),收缩率为16%,抗弯强度为159 MPa。所制备的介质材料能够用于高频MLCI领域。     

B2O3/SiO2比对钡硼硅系微晶玻璃性能的影响

采用固相反应法制备了高膨胀系数的钡硼硅系微晶玻璃,研究B2O3/SiO2比对钡硼硅系微晶玻璃性能的影响,并对其进行了热、力、电性能测试及XRD、SEM分析表征。结果表明:提高B2O3/SiO2比会促进液相烧结的进行,能有效降低烧结温度,并影响晶相组成;但B2O3/SiO2比过高或过低都会破坏材料的力学性能,降低抗弯强度,热膨胀系数和介电常数则随其含量增加呈减小趋势。B2O3质量分数为12%的微晶玻璃在950℃下烧结1h,有大量的方石英相析出,材料的抗弯强度最大。最终制备了具有优良介电性能的微晶玻璃,其热膨胀系数为17.87μ℃-1,抗弯强度为175MPa。     

熔制温度对CBS系微晶玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃,考察不同熔制温度对该体系微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:熔制温度1 400～1 450℃,试样中存在少量未熔融的SiO2,有利于CaSiO3晶相的析出和晶粒细化,加速CBS系微晶玻璃致密化。熔制温度为1 450℃粉料,850℃烧结保温15 min所制CBS性能较优:体积密度为2.54 g.cm–3,相对介电常数为6.42,介电损耗为0.000 9。     

熔制温度对CBS系微晶玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃,考察不同熔制温度对该体系微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:熔制温度1 400～1 450℃,试样中存在少量未熔融的SiO2,有利于CaSiO3晶相的析出和晶粒细化,加速CBS系微晶玻璃致密化。熔制温度为1 450℃粉料,850℃烧结保温15 min所制CBS性能较优:体积密度为2.54 g.cm–3,相对介电常数为6.42,介电损耗为0.000 9。     

保温时间对钙钡硼硅复相陶瓷性能的影响

通过对钙钡硼硅玻璃与氧化铝的混合物进行烧结,制备了可用于低温共烧陶瓷基板的硼硅酸盐玻璃/α-Al2O3系复相陶瓷。研究了保温时间对所制复相陶瓷的微观结构、烧结性能和介电性能的影响。结果表明:随着保温时间的延长,所制复相陶瓷的体积密度、吸水率和介电常数先增大后减小,而介质损耗则是先减小后增大。于850℃烧结、保温20 min制得的复相陶瓷的性能最佳,其体积密度为3.12 g.cm–3,吸水率为0.11%,10 MHz下的相对介电常数和介质损耗分别为7.88和1.0×10–3。     

4ZnO-Bi_2O_3玻璃对Ba_(0.2)Sr_(0.8)Zr_(0.18)Ti_(0.82)O_3陶瓷结构和电学性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Ba0.2Sr0.8Zr0.18Ti0.82O3(BSZT)的粉体,以传统工艺制备了4ZnO-Bi2O3作为添加物的BSZT陶瓷。研究了不同4ZnO-Bi2O3玻璃添加量(质量分数0~3%)对BSZT陶瓷烧结特性、微观结构以及电学性能的影响。结果表明,添加适量的4ZnO-Bi2O3玻璃相,大幅降低了BSZT陶瓷的烧结温度,使得晶粒较小且均匀,无气孔;能提高陶瓷的击穿场强。添加质量分数1%4ZnO-Bi2O3玻璃相的BSZT陶瓷的最优烧结温度较纯BSZT陶瓷降低了350℃,1 k Hz频率下,其相对介电常数约为334、介电损耗约为0.7%;击穿场强为10.2×103 V/mm。     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3 LTCC复合基板材料性能研究

采用K2O-B2O3-SiO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了K2O-B2O3-SiO2/Al2O3低温共烧陶瓷(LTCC)复合基板材料,研究了不同组分含量对体系微观结构和性能的影响。结果表明,复合基板材料的相对介电常数εr和介质损耗均随着Al2O3含量的增加而增加,当Al2O3质量分数为45%时,复合基板材料的介质损耗为0.0085,εr为4.55(1MHz)。抗弯强度可达到160MPa。     

Ca/Si摩尔比对CBS系微晶玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法,制备了四种不同Ca/Si摩尔比的CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃。考察Ca/Si摩尔比对该体系微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:Ca/Si摩尔比的上升,有利于CaSiO3晶相的生成,试样的致密度及相对介电常数下降,介电损耗明显增大。Ca/Si摩尔比为0.6时,875℃烧结试样的体积密度为2.46 g/cm3,显气孔率为0.27%,9.8GHz的相对介电常数和介电损耗分别为6.12和0.0019。     

氧化铝对钙硼硅基板材料的改性

通过添加Al2O3改善了钙硼硅玻璃基板材料的失透现象,研究了Al2O3对钙硼硅材料的烧结性能、相组成、线膨胀系数和介电性能的影响。结果表明:试样的晶相均为CaB2O4、α-石英和CaSiO3,添加Al2O3不能改变晶相种类。当w(Al2O3)为9%时,基础玻璃由失透变为透明;线膨胀系数降低至10.5×10–6℃–1,tanδ低于1.1×10–3,Al2O3添加前后,试样的εr变化不大(10MHz)。     

碱金属氧化物添加剂对(Mg_(1–x)Ca_x)TiO_3陶瓷微波性能的影响

采用固相反应法制备了(Mg1–xCax)TiO3微波介质陶瓷。探讨了复合添加Na2O和K2O对(Mg1–xCax)TiO3陶瓷烧结性能和介电性能的影响。结果表明:复合添加碱金属氧化物,陶瓷的主晶相为MgTiO3和CaTiO3,同时,可以抑制中间相MgTi2O5的产生,有效降低陶瓷的烧结温度至1280℃。当Na2O和K2O添加总量为质量分数1.2%,且Na2O/K2O质量比为2∶1时,所制陶瓷介电性能最佳:εr=19.71,Q.f=3.59×104GHz(7.58 GHz),τf=–1.40×10–6/℃。     

烧结温度对硼硅酸盐玻璃/氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用流延成型工艺制备了硼硅酸盐玻璃/氧化铝陶瓷生瓷带,并经烧结制备了陶瓷试样。研究了烧结温度对所制陶瓷烧结性能、介电性能与微观结构的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,所得陶瓷试样的体积密度、烧结收缩和介电常数均先增大后减小;当烧结温度达到850℃时,陶瓷试样中开始析出钙长石晶相;经880℃烧结所得陶瓷性能较佳:体积密度为3.08 g/cm3,在20 MHz下相对介电常数为7.7,介质损耗为2.0×10–4,25～600℃内线膨胀系数为8.3×10–6/℃,满足LTCC基板材料的应用要求。     

ZnO-B2O3-SiO2掺杂对锆酸钙基陶瓷性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃掺杂量对CaZrO3陶瓷烧结性能、物相组成、微观组织形貌和介电性能的影响。结果表明:通过掺杂ZBS,可使CaZrO3陶瓷的烧结温度由1 550℃降至1 000℃,且无第二相生成,相对密度达97.8%。当ZBS添加量为质量分数15%时,CaZrO3陶瓷在1 000℃烧结3 h获得良好的介电性能:εr=25,Q·f=8 584 GHz,τf=–45×10–6/℃。