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。     

CaO-B2O3-SiO2系玻璃形成区及性能研究

采用XRD、SEM等手段,系统研究了CaO-B2O3-SiO2(CBS)系的玻璃形成范围,利用热分析结果计算了玻璃的析晶参数β。结果表明:纯CBS玻璃形成范围是x(B2O3)为10%～75%,x(SiO2)为0～45%,x(CaO)为25%～55%;整个玻璃形成区比较窄,并向B2O3方向伸展。添加x(Al2O3)为10%可以改善玻璃的失透,提高玻璃体的形成能力,使烧结后εr变化不大,由6.43变为6.31,tanδ显著增加,由0.0009增至0.0020。试样的主要晶相为CaB2O4、α-石英和CaSiO3。     

硼含量对钙硼硅系微晶玻璃性能的影响

采用高温熔融法,制备了不同硼含量(w(B2O3)为30%～40%)的CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。考察硼含量对该体系微晶玻璃熔制过程中B2O3挥发率及其性能的影响。结果表明:随w(B2O3)增加B2O3挥发率增大,从4.27%增至6.91%。w(B2O3)为35%时,试样的烧结温度范围较宽,在最佳烧结温度850℃下,体积密度为2.54g/cm3;10MHz下,εr为6.42,tanδ为9×10–4;试样的εr随w(B2O3)变化不大,处于6.2～6.5,w(B2O3)为30%或40%时,tanδ显著增大至10–2量级。     

硅灰石型LTCC微晶玻璃的研究进展

文章评述了低温共烧陶瓷(LTCC)技术的发展历程、微晶玻璃发展背景和工艺特点,总结了硅灰石型LTCC微晶玻璃(Glass Ceramics)材料的结构、性能及应用特征。根据现有文献资料概述了研究人员对CaO-B2O3-SiO2系玻璃陶瓷的研究进展,分析了当前研究的不足之处,讨论了需要关注的重点方向。文章最后提出了今后开展LTCC技术研究的思路。     

LTCC材料介电性能的影响研究

文章研究了La2O3-B2O3和SiO2作为添加剂对钙硼硅系LTCC材料的烧结和介电性能的影响。实验结果表明,La2O3-B2O3添加剂促进了CaSiO3的析晶,从而极大增强了钙硼硅玻璃陶瓷的抗弯强度。Si用于调节样品的收缩率以满足实际生产要求。CaO-B2O3-SiO2-6wt%La2O3-B2O3-7wt%Si样品性能较好：εr=6.13,tanδ=12.34×10-4（10 GHz）,弯曲强度σf≥160 MPa,收缩率为14.9%。     

玻璃粉料粒度对B-Al-Si/Al_2O_3性能的影响

通过改变球磨时间,得到不同粒度的B2O3-Al2O3-SiO2(简称B-Al-Si或BAS)玻璃粉料。在玻璃粉料中混入质量分数为40%的Al2O3陶瓷粉末,用流延法制备了低温共烧BAS/Al2O3玻璃/陶瓷复相材料。研究了烧结温度和玻璃的粒度对复相材料的烧结性能、介电性能和热稳定性的影响。结果表明:在800～900℃,材料致密化后析出钙长石晶体;球磨1h的玻璃粉料与w(Al2O3)40%混合烧结的复相材料的性能最优,850℃保温30min后,于10MHz测试,其εr=7.77,tanδ=1×10-4;扫描电镜显示其微观结构致密,有少量闭气孔。     

Bi2O3含量对电子玻璃电性能及结构的影响

以Bi2O3-B2O3-ZnO-Al2O3系为基础,调整Bi2O3与B2O3的含量以制备低熔点电子玻璃,研究了高含量Bi2O3对玻璃电性能的影响。并通过红外光谱对玻璃的结构进行了分析。结果表明:玻璃的转变温度tg、εr和ρv随着Bi2O3含量的增加而降低,而tanδ则增大。当w(Bi2O3)约为80%时,tg约为445℃,ρv约为1.9×1013Ω·cm。     

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。     

LBSCA玻璃对微波介电陶瓷Li_2ZnTi_3O_8性能的影响

Li_2ZnTi_3O_8(LZT)陶瓷具有很好的微波介电性能,但其烧结温度较高(1 150℃),与低温共烧陶瓷(LTCC)工艺不兼容。该文通过掺杂低熔Li2O-B2O3-SiO2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)玻璃来降低Li_2ZnTi_3O_8陶瓷的烧结温度,并详细研究了LBSCA掺杂量对材料体系物相结构、微观形貌、致密化程度及微波介电性能的综合影响。研究结果发现,当LBSCA的质量分数为1.5%,并在900℃低温烧结时可表现出优异的微波介电性能,即相对介电常数εr=23,品质因数与频率的乘积Q×f=39 762,密度ρ=3.59g/cm3,频率温度系数τf=-13.75×10-6/℃,能很好地应用于LTCC技术领域。     

LTCC基板用CaBSi玻璃的制备与性能研究

采用sol-gel法制备了CaO-B2O3-SiO2玻璃粉体材料。用TGA-DSC、XRD、SEM对样品进行了表征。分析表明,当钙含量不变时,随着硼含量的增加熔点降低,但是超过一定值后,其性能恶化。当硼含量不变时,随着钙含量的增加玻璃料的析晶趋势增强,熔点升高,热膨胀系数的测试值也接近理论计算值。将CaBSi—3与堇青石和莫来石陶瓷粉末低温共烧后其主要性能指标为:α≈3.5×10–6℃–1,εr<4.9,tanδ<14×10–4,ρ>1013?·cm,σ>160MPa。     

掺钛和锆改性的钙硼硅系微晶玻璃之性能

以TiO2、ZrO2为改性剂,制备CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。对其烧结和介电性能进行了研究,并采用XRD,SEM对微观结构进行了探讨。结果表明:添加适量的TiO2或是混合添加TiO2、ZrO2均能改善CaBSi系微晶玻璃的性能。混合添加比单一添加TiO2更有效。结合材料的烧结性能、介电性能和微观结构,以840℃烧成的添加w(TiO2)为2%、w(ZrO2)为2%的试样性能最佳,其εr为7.1、tanδ为3×10–3,在20~400℃之间的热膨胀系数为7.8×10–6℃–1。     

钙硼硅微晶玻璃配方数量优化和析晶性能比较

为不影响实验样本完整性而减少样本数量,介绍了一种完全不同于正交实验法的基于相图设计的配方数量优化法,提出了配方简并度的概念,并提供常用的两种分组讨论的建议。基于第一种建议,分组地研究了适用于基板材料的CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃Ca、B、Si三者分别对整个体系的影响,得到了规律性的结果:在充分析晶情况下,CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃主要析出硅灰石(CaSiO3)、石英(SiO2)和硼酸钙(CaBO3);增加钙含量能够有效诱使硅灰石析出,同时能抑制石英相产生,使材料适用于基板材料的要求。通过烧结性能测试仪和XRD分析,唯象地解释了CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃材料中各组分的晶化作用。     

钙硼硅系玻璃陶瓷低温烧结研究

利用不同粒度的CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉料,制备了低温烧结的CBS玻璃陶瓷.研究了粉料粒度对CBS系玻璃陶瓷低温烧结的影响.实验表明,粉料粒度对粉料的玻璃化温度Tg的影响不明显,玻璃致密化开始于玻璃化温度Tg≈680℃,随着烧成温度升高,收缩率迅速增大;随着粉料粒度的减小,试样的烧结温度和显气孔率降低,体积密度、收缩率、热膨胀系数和抗折强度都增大.将粉料粒径中位值D50=2.34 μm的粉料采用流延工艺制得127 μm的生料带,运用优化烧成工艺,与银电极浆料在850℃共烧,表面平整,匹配良好,能在一定程度上满足低温共烧陶瓷(LTCC)用基板材料的要求.     

CaO-B_2O_3-SiO_2系LTCC流延生料带研制

研究了CaO-B2O3-SiO2系LTCC流延生料带的固含量对干燥收缩系数α以及生料带微观结构的影响。结果表明,生料带的α随着固含量的增加而增大,w(固含量)为40%,45%,50%和55%浆料的α分别为0.35,0.43,0.53和0.57。w(固含量)为50%的生料带上下表面颗粒分布最为均匀致密,烧成生料带的介电性能优良:εr≈6.5,tanδ<0.002(10GHz),适用于无源集成电路基片。     

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。     

BaCu(B_2O_5)掺杂2.5ZnO-2.5Nb_2O_5-5TiO_2陶瓷的低温烧结及其与Ag的相容性(英文)

研究了不同BaCu(B2O5)(BCB)掺杂量对2.5ZnO-2.5Nb2O5-5TiO2(ZNT)陶瓷烧结行为、介电性能及与Ag相容性的影响规律。添加BCB可有效地将ZNT陶瓷的烧结温度从1 100℃降低至900℃。BCB添加量为3.0wt%,900℃烧结3h所制得的ZNT陶瓷的微波性能良好:εr=48,Qf=15 258GHz,τf=41×10-6/℃。且在BCB掺杂ZNT陶瓷与Ag共烧样品中未检测到新生相和Ag的扩散,表明3.0wt%BCB掺杂的ZNT陶瓷与Ag的相容性良好,是一种很有潜力的LTCC材料。     

固相合成法制备CaO-B2O3-SiO2系LTCC材料的研究

采用传统的固相合成工艺制备钙硼硅系LTCC粉体材料。考察了不同烧结温度和B2O3含量对材料性能的影响。实验结果表明,随着烧结温度升高,样品的致密化程度越高,但温度超过975℃会产生熔融和变形的现象。固定CaO与SiO2摩尔比为1.2∶1,当B2O3质量分数达到25%时,在950℃下烧结样品的性能较好:εr=6.06,tanδ=0.001 5(1MHz),弯曲强度σf≥180MPa,通过扫描电子显微镜观察其烧结的致密性较好;B2O3含量继续升高时,样品的力学性能和电学性能急剧恶化。     

Sb2O3掺杂对PZT压电陶瓷微观结构与性能的影响

Sb2O3掺入量(均为质量分数)<1.9%时,晶体结构为纯钙钛矿相,平均晶粒尺寸随掺入量增大由17μm减小至2μm,压电活性逐渐增强;Sb2O3掺入量>1.9%时,为钙钛矿与焦绿石两相复合结构,随Sb2O3掺入量增加,平均晶粒尺寸保持稳定,压电活性减弱;Sb2O3掺入量为1.9%～2.0%处,压电活性最强。主要性能指标:εr为1925,tgδ为2.35×10–2,d33为440pC/N,kp为64%,Qm为70,tC为300℃。     

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)。