复合晶核剂对BaO-B_2O_3-SiO_2微晶玻璃性能的影响

采用固相法制备高热膨胀系数BaO-B2O3-SiO2微晶玻璃,并通过X线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究不同比例锆钛复合晶核剂对微晶玻璃中石英的晶型转变、显微结构、热膨胀性能和介电性能的影响。结果表明,适当增大BaO-B2O3-SiO2微玻璃中晶核剂TiO2/ZrO2的比例,能促进微晶玻璃中石英晶相向方石英晶相的转变,提高微晶玻璃的热膨胀系数;晶核剂含量(质量分数)为3%ZrO2+4%TiO2时,制备出微观结构均匀致密,密度为2.876g·cm-3,弯曲强度为172 MPa,热膨胀系数为16.05×10-6/℃,介电常数为5.81及介质损耗为6.4×10-4的低温共烧陶瓷(LTCC)基板封装材料。     

ZnO取代BaO的钡硼硅微晶玻璃的性能与机理研究

采用固相合成法制备高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料,研究了不同质量分数的ZnO等量取代BaOB2O3-SiO2体系中BaO后对钡硼硅系微晶玻璃的热学、力学和电学性能影响,并结合XRD、SEM微观分析对其进行机理研究。结果表明,当ZnO的质量分数小于3%时,随着ZnO含量增加,能促进玻璃析晶,且石英晶相转变为方石英晶相的含量开始减少,瓷体更致密,抗弯强度增大;但ZnO的质量分数达到5%时,B2O3析出量增加,使液相烧结不完全,玻璃相显著增加,导致该体系微晶玻璃抗弯强度急剧下降,介电损耗增大。     

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。     

Sol-Gel法制备CBS微晶玻璃材料的研究

以正硅酸乙酯、硝酸钙、硼酸为原料,用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃材料,研究了水硅比对凝胶时间的影响。利用热重-差热(TG-DSC),X-射线衍射(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)测试手段表征材料的烧结性能、微观结构。测试表明,该材料具有良好的介电性能(介电常数rε=5.112,介电损耗tanδ=1.0×10-3,1 MHz),微观结构由大量的CaSiO3(硅灰石),CaB2O4,SiO2微晶和玻璃相组成,晶相被玻璃相包裹着,外加少量的气孔,晶粒大小为100~200 nm,该材料适用于高频电子元器件等领域。     

硼酸镧玻璃的结构和热学性能研究

通过高温熔融法制备了La_2O_3-B_2O_3-Zn O(简称LBZ)系微晶玻璃,利用差热分析(DSC)、红外光谱(IR)和X射线衍射(XRD)等测试手段,研究了LBZ微晶玻璃的玻璃形成区域、原子的配位状态和相组成。同时探讨了组分含量与微晶玻璃的热学性能、析晶性能之间的关系。结果表明:LBZ的玻璃形成区间(摩尔分数)La_2O_3为0~24.4%、B_2O_3为34%~78%、Zn O为0~63%;LBZ微晶玻璃的网络结构主要由[BO_3]和[BO_4]组成,La~(3+)作为网络修饰体存在于网络间隙中,Zn_2+作为中间体以[Zn O4]的形式处于网络结构之中或以[Zn O6]形式处于玻璃结构之外;LBZ玻璃经高温热处理后的主要晶相为La(BO_2)3和La BO_3;玻璃化转变温度随着La_2O_3和B_2O_3含量的增加而增加、随着Zn含量的增加而降低;La系玻璃的析晶激活能介于337~397 k J/mol,且随着La_2O_3含量的增加而增大。     

白光LED封装用Ce:YAG荧光微晶玻璃的研究

以CaO-Al2O3-SiO2-Y2O3玻璃作为基础玻璃(添加微量Ce),采用不同的热处理方法制备了白光LED荧光微晶玻璃。通过对比样品的测试数据,总结出了较为理想的热处理工艺。研究表明,采用整体析晶工艺,在1150℃、热处理1h,得到了主晶相为Ce:YAG的荧光微晶玻璃。其激发波长为462.2nm,发射波长为530.2nm,适合作为白光LED的封装材料。     

Yb_(2)O_(3)掺杂对镁铝硅系微晶玻璃烧结和性能的影响北大核心CSCD

采用高温熔融法制备Yb_(2)O_(3)掺杂镁铝硅系微晶玻璃,探究了不同Yb_(2)O_(3)含量对镁铝硅系微晶玻璃的晶相组成、微观结构以及热学、力学、介电性能的影响,并借助烧结动力学模型和稳固度模型分别计算了烧结活化能和玻璃稳固度。结果表明,Yb_(2)O_(3)掺杂有利于α-堇青石的析出,从而降低了镁铝硅体系的热膨胀系数;Yb_(2)O_(3)能显著降低烧结活化能,促进烧结过程,使微观结构致密化,提升了力学性能;掺杂0.1%(质量分数)的Yb_(2)O_(3)可以降低玻璃的稳固度,使玻璃体系变得活跃,有利于晶相的析出,增加镁铝硅体系的结晶度。在950℃烧结下镁铝硅体系获得最佳性能:热膨胀系数为3.40×10^(-6)/℃;抗弯强度为182 MPa;介电常数为6.18;介电损耗为1.9×10^(-3)。     

铁磁性微晶玻璃热种子材料的研制

采用基础玻璃熔融析晶法制备铁磁性微晶玻璃热种子材料,其中基础玻璃的组成以Fe2O3-CaO-SiO2为主体并添加少量B2O3和P2O5。借DTA,XRD分析确定了合理的热处理制度,制备了以Fe3O4为主晶相的微晶玻璃,并对其磁性能及生物活性进行了试验。结果表明:所得的微晶玻璃材料单位质量的磁化强度达到22.6A·m–1·g–1,且能生成羟基磷灰石,故材料具有生物活性。     

Zr掺杂CBS微晶玻璃结晶相的定量分析

在850℃下制备了Zr掺杂CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃。采用Rietveld全谱拟合法分析了所制微晶玻璃中各结晶相的相对含量,以及分峰法计算得到微晶玻璃的结晶度,从而分析出Zr掺杂CBS微晶玻璃中各结晶相的含量。与内标法计算结果比较,该方法计算得到的结晶度相对误差为1.35%,结晶相绝对含量的最大相对误差为5.47%。该方法可用于定量分析含有结晶相和非晶相的其他多组分材料,为其提供理论分析的依据。     

高性能硬盘基片用纳米相微晶玻璃的制备

采用X—ray衍射分析、差示扫描量热及扫描电镜等手段，研究了Li2O—MgO—Al2O3—SiO2系统中晶化剂TiO2不同添加量和晶化热处理工艺对纳米相微晶玻璃制备的影响，探讨了TiO2的晶化机理。实验结果表明：足够的TiO2含量(大于7．5％)是获得纳米相微晶玻璃的关键；TiO2含量为10．0％时，在合适的晶化热处理条件下，可制得晶粒分布均匀、数量众多、结晶分数达40％、晶粒尺寸约为80nm的尖晶石微晶玻璃，其适宜用作高性能硬盘基片。     

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.     

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。     

Bi2O3对Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3低熔玻璃结构和性能的影响

采用传统的熔淬技术制得了低熔Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3玻璃,研究了玻璃结构、玻璃特征温度、线膨胀系数(α1)以及密度随Bi2O3含量的变化关系.结果表明:随着Bi2O3含量的增加,玻璃网络中[BO4]取代了部分[BO3],玻璃网络中出现Bi-O结构,玻璃中非桥氧的数量也逐渐增多;软化温度(ts)、玻璃化温度(tg)都是先上升后下降,而线膨胀系数先减小后逐渐增大,玻璃密度先是线性增加,然后增加趋势变大.     

Nd_2O_3和Sm_2O_3掺杂钛酸锌介电陶瓷的结构与性能

为了改善ZnTiO3介电陶瓷的性能,研究了Nd2O3和Sm2O3掺杂对ZnTiO3陶瓷结构与介电性能的影响,借助TEM型同轴谐振器测量陶瓷的微波介电性能。研究表明,掺杂Sm2O3形成新相Sm2Ti2O7,少量Sm2O3掺杂能有效抑制ZnTiO3分解;掺杂Nd2O3形成新相Nd2Ti2O7和Nd4Ti9O24;Nd2O3和Sm2O3掺杂均能提高谐振器的无载Q值,且Nd2O3的掺杂效果优于Sm2O3:Nd2O3掺杂能使陶瓷的τf从正值向负值变化,通过调整Nd2O3掺杂量(质量分数5%～10%),可获得τf近零、无载Q值大于260的陶瓷组成,可用于制备分米波段的滤波器。     

Bi_2O_3含量对ZnO-BaO-Bi_2O_3-B_2O_3系玻璃性能的影响

用熔融冷却方法制备了ZnO-BaO-Bi2O3-B2O3系低熔点玻璃,研究了Bi2O3含量对所制玻璃热学性能和体积电阻率的影响。结果表明:随着Bi2O3含量的增大,所制玻璃密度和线膨胀系数增大,而膨胀转变温度(tg)、膨胀软化温度(tf)和体积电阻率(ρv)减小;当Bi2O3摩尔分数为0～12%时,随着Bi2O3含量增大,玻璃的tg、tf和ρv显著降低;而当Bi2O3摩尔分数为12%～25%时,这种变化趋势明显减弱。     

超宽禁带半导体Ga2O3微电子学研究进展

半导体材料Ga2O3是继宽禁带半导体材料SiC/GaN之后新兴的直接带隙超宽禁带氧化物半导体,其禁带宽度为4.5~4.9eV,击穿电场强度高达8MV/cm(是SiC及GaN的2倍以上),物理化学稳定性高,在发展下一代电力电子学和固态微波功率电子学领域具有较大的潜力。自2012年第一只Ga2O3场效应晶体管诞生以来,Ga2O3微电子学的研究呈现快速发展态势。本文综述了β-Ga2O3单晶材料和外延生长技术以及β-Ga2O3二极管和β-Ga2O3场效应管等方面的研究进展,介绍了β-Ga2O3材料和器件的新工艺、新器件结构以及性能测试结果,分析了相关技术难点和创新思路,展望了Ga2O3微电子学未来的发展趋势。     

不掺杂In2O3透明导电薄膜的制作

采用反应蒸发技术制作不掺杂Ｉｎ２Ｏ３透明导电薄膜，薄膜厚度为１５０～２００ｎｍ、方块电阻为６０～２００Ω／□，透光率为８０％～９４％（波长λ＝６００ｍｍ）。了蒸发过程氧气充入量和蒸发时间对薄膜的光电特性的影响，说明低蒸发速率和限制氧气流量是获得优质薄膜的关键。     

99Al2O3陶瓷的烧成工艺

以两种结构的99Al2O3陶瓷的烧成为例,研究了烧成工艺对烧成结果的影响,分析了99Al2O3陶瓷烧成时开裂的原因,并提出了有效的解决方案.     

Cr2O3二维薄膜的气敏光学特性研究

本文介绍了用溶胶凝胶法制轩Ｃｒ２Ｏ３二维薄膜的方法,并研究了其在乙醇蒸气中和氨蒸气的气敏透射光谱,发现其光学透过率随乙醇蒸气和氨蒸气浓度增加而显著地单调上升,敏感波段扩展到整个可见光区域。其气敏光学特性的灵敏度、单调性及可重复性均可满足光纤传感技术的要求,有望成为制造气敏光结传感器的新材料。本文变讨论了Ｃｒ２Ｏ３的气敏光学机理。