外加氟、磷对玻璃介电性能的影响

分别考察氟和磷对SiO2-Al2O3-B2O3系统玻璃介电性能的影响。结果表明:随着氟含量的升高,玻璃介电常数和介质损耗均有所下降,但当氟含量超过3.8%时,变化不再明显;随着P2O5含量的增加,介电常数呈逐步降低的趋势,但降低幅度不大,当P2O5含量在4.5%时介电常数降到最低,而介质损耗则出现先下降后上升的趋势。随着氟、磷含量的增加,玻璃失透温度范围均增大。     

高频下纳米二氧化硅 /环氧树脂复合材料的介电特性研究

采用溶剂一超声波法较好的实现了纳米SiO2的分散，用透射电子显微镜(TEM)观测了纳米SiO2在丙酮中的分散状态。制备了纳米SiO2／环氧树脂复合材料，研究了电场频率与复合材料介电常数和介质损耗的关系。结果表明：纳米SiO2/环氧复合材料的介电常数随电场频率的升高而逐渐降低，随纳米SiO2含量的增加而增大；复合材料的介质损耗随着频率的增高而增加，在高频区变化缓慢。     

Si-B-Bi-O系钛酸锶陶瓷烧结及其介电性能的研究

研究了SiO2_B2O3_Bi2O3加入量、烧结温度对钛酸锶陶瓷电容器材料性能的影响。借助扫描电镜和宽频介电仪研究陶瓷的烧结过程及其介电性能。结果表明:SrTiO3和(Si,B,Bi)摩尔比为75∶25,(Si,B,Bi)摩尔比为15∶30∶55的样品在1 250℃烧成表现出良好的高频介电性能,介电常数为355,介质损耗角正切值低于5×10-4。     

完全熔融状态下SiO2-Al2O3-CaO体系的黏度分析与预测

基于网状结构模型概念,简要分析了SiO2-Al2O3-CaO体系各组分在网状结构中的作用。网状结构模型理论认为Al2O3为两性物,Al3+易形成四配位,部分电荷由具有较低场强的碱金属或碱土金属离子补偿。为考察SiO2-Al2O3-CaO体系随n(CaO)/[n(CaO)+n(Al2O3)]比值变化的黏度特性,研究了n(CaO)/[n(CaO)+n(Al2O3)]比值在0.4~0.6附近的黏温曲线变化规律。结果表明,硅熔体黏度随n(CaO)/ [n(CaO)+n(Al2O3)]比值的增大呈现先缓慢升高后降低的趋势,但当n(CaO)/[n(CaO)+n(Al2O3)]比值为0.5时,其黏度并非为最大值。基于流体流动特性,提出了SiO2-Al2O3-CaO体系在完全熔融状态下的黏度预测模型,并同传统的Urbain模型进行比较。结果表明,本模型预测效果好于Urbain模型,预测值同实验值更为接近。     

BaTi0.75Zr0.25O3陶瓷的低温烧结及介电性能研究

通过掺入不同含量的B2O3对BaTi0.75Zr0.25O3(BZT)陶瓷进行低温烧结,研究其对介电性能的影响,并采用X射线衍射进行物相分析。结果表明:掺杂B2O3的BZT陶瓷在1 150℃烧结温度下得到的主晶相均为钙钛矿,且不存在明显的杂相。观察试样的表面形貌,当B2O3掺杂量为0%～1.5%时,陶瓷晶粒尺寸逐渐变大,而掺杂量为1.5%～2.5%时,晶粒尺寸稍微变小。随着B2O3含量的增加,BZT陶瓷的介电常数降低,介质损耗略微增大。与未掺杂的BZT陶瓷相比,掺杂B2O3的BZT陶瓷的烧结温度下降了300℃,掺杂1.5%B2O3的BZT陶瓷的结构和介电性能较好。     

医用玻璃的熔融特性研究

医疗废物中有许多低熔点的医用玻璃。医疗废物在回转窑焚烧炉内燃烧时,炉内的高温会将医用玻璃熔化,熔融的玻璃会导致回转窑炉的结渣。用分析纯来代替玻璃组分,研究医用玻璃的熔融特性。实验结果显示,不同化学组分对熔融温度有不同的影响,SiO2能够提高医用玻璃的熔融温度,B2O3和碱金属氧化物(Na2O、K2O)会大幅降低医用玻璃的熔融温度,而碱土金属氧化物(CaO、BaO)和Al2O3会使医用玻璃的软化温度升高,却能使流动温度降低。简化Taylor公式,得出了医用玻璃熔融温度的预测函数。计算结果显示,熔融温度的预测值和实验值吻合较好。     

CaO对神华煤灰熔融性的影响

选取煤灰使主要成分为SiO2、Al2O3、Cao、Fe2O3、Na2O,以模拟神华煤灰.利用灰熔点测定仪测定弱还原气氛下各种配比的煤灰熔融特征温度,以表征煤灰的熔融性,主要了解CaO含量对煤灰熔融性的影响.模拟结果表明,CaO对灰熔点起显著作用,在不同的含量范围内,作用表现不同.调整CaO含量可提高煤灰熔点.     

不同氧化物对焚烧飞灰旋风熔融过程中重金属迁移行为的影响

利用自行设计的0.2MW旋风熔融炉研究了不同氧化物(CaO、SiO2和MgO)对焚烧飞灰熔融过程中重金属迁移行为的影响。结果表明:CaO掺杂量为5%时可抑制熔融过程中重金属的排放;SiO2和MgO的掺杂有利于重金属向熔渣中迁移。烟气中As、Cd、Zn、Pb的比例随SiO2掺杂量的增加而减少,而Cu、Co、Mn的在熔渣中的比例显著提高。烟气中重金属含量随着MgO掺杂量的增加呈先减小后增加的趋势,在10%左右达到最低。当MgO掺杂量为10%时,As、Zn、Cd、Pb、Hg大部分迁移至熔融飞灰或烟气中,由高到低顺序为:HgAsZnPbCd。对于Cu、Co和Mn,迁移至熔渣中范围约在45.5%~59.4%之间,而在烟气中的比例在23.8%~26.3%之间。XRD分析表明,飞灰中掺杂5%的CaO后,熔渣中为:CaSiO3、CaAl2Si2O8、Ca2Al2SiO7、Fe2SiO4。随着SiO2掺杂量的增加,熔渣中Ca2Al2SiO7、CaSiO3等晶体的份额下降,有利于熔渣中形成玻璃态无定形物质,可显著提高重金属迁移到熔渣的比例。当试样中MgO掺杂量为10%时,熔渣中的主要晶相为:(MgFe)2SiO4、Fe3Al2Si3O12、Ca2MgSi2O7,其熔渣玻璃化程度较好。     

不同氧化物对焚烧飞灰旋风熔融过程中重金属迁移行为的影响EI北大核心CSCD

利用自行设计的0.2MW旋风熔融炉研究了不同氧化物（CaO、SiO2和MgO）对焚烧飞灰熔融过程中重金属迁移行为的影响。结果表明：CaO掺杂量为5%时可抑制熔融过程中重金属的排放;SiO2和MgO的掺杂有利于重金属向熔渣中迁移。烟气中As、Cd、Zn、Pb的比例随SiO2掺杂量的增加而减少,而Cu、Co、Mn的在熔渣中的比例显著提高。烟气中重金属含量随着MgO掺杂量的增加呈先减小后增加的趋势,在10%左右达到最低。当MgO掺杂量为10%时,As、Zn、Cd、Pb、Hg大部分迁移至熔融飞灰或烟气中,由高到低顺序为：Hg〉As〉Zn〉 Pb〉Cd。对于Cu、Co和Mn,迁移至熔渣中范围约在45.5 %~59.4 %之间,而在烟气中的比例在23.8%~26.3%之间。XRD分析表明,飞灰中掺杂5%的CaO后,熔渣中为：CaSiO3、CaAl2Si2O8、Ca2Al2SiO7、Fe2SiO4。随着SiO2掺杂量的增加,熔渣中Ca2Al2SiO7、CaSiO3等晶体的份额下降,有利于熔渣中形成玻璃态无定形物质,可显著提高重金属迁移到熔渣的比例。当试样中MgO掺杂量为10%时,熔渣中的主要晶相为：（MgFe）2SiO4、Fe3Al2Si3O12、Ca2MgSi2O7,其熔渣玻璃化程度较好。     

绝缘材料知识（4）玻璃绝缘材料

玻璃绝缘材料是以SiO2、CaO、Na2O、B2O3等为主要原料,经高温熔融而形成的组成均匀致密无气孔的非晶态固体,通常呈透明或半透明状态。以绝缘为主要用途的玻璃又称为电工玻璃,不仅要求其绝缘性能好,还具有良好的机械强度、耐热性和化学稳定性等。     

钙硼硅系微晶玻璃析晶性能的研究

采用水淬法制备应用于LTCC基板材料的CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。通过DTA和XRD综合分析,在充分析晶情况下此玻璃的主晶相是硅灰石(CaSiO3)、硼钙石(CaB2O4)以及石英(а-SiO2),并确定了3种晶相的析晶温度。在此基础上探讨了氧化硅和氧化钙含量对硅灰石晶相生成以及该系统微晶玻璃烧结性能的影响。得到了规律性的结果:增加钙含量能够有效诱使硅灰石析出,同时能够抑制石英相,降低烧结温度,使材料适用于基板材料的要求。     

聚酰亚胺/氧化硅/氧化铝纳米杂化薄膜的制备及结构与性能研究

用溶胶-凝胶法制备了纳米氧化硅(SiO2)及纳米氧化铝(Al2O3)溶胶,并将二者掺入到聚酰胺酸基体中,亚胺化得到聚酰亚胺(PI)/SiO2/Al2O3杂化薄膜,采用红外光谱、原子力显微镜、热失重及阻抗分析仪对薄膜的结构及热性能、介电性能进行表征。结果表明,SiO2和Al2O3粒子呈纳米级均匀分散在薄膜基体中,并且与有机相存在键合;材料的热分解温度有所提高;介电常数随无机含量的增加而增加。     

Thermal and dielectric properties of glass-ceramics sintered based on diopside and anorthite composition

To develop a low dielectric constant of LTCC substrate, we studied the effect of the sintering and crystallization behavior on the dielectric properties of a sintered body by mixing a CaO–Al₂O₃–SiO₂ frit and a CaO–MgO–SiO₂ frit for a low dielectric constant of LTCC substrates. In this work, the two glass frits were mixed at different proportions and sintered at 860~920°C. After sintering at 900^oC for 1h, the glass frits crystallized into diopside and anorthite. The sintered bodies exhibited dielectric properties, ? _r?=?6~8.6 at 1 GHz, which is an essential condition for a substrate in microwave devices. The results suggest that the glass-ceramic can be applied to low dielectric LTCC materials in the electronics packaging industry.     

煤粉高掺钙燃烧时煤灰矿物的形成动力学机理与实验研究

在前期研究工作的基础上，通过实验研究和动力学分析，对煤粉炉中煤粉在高掺钙条件下燃烧时的煤灰矿物形成机理作了进一步阐释，实验证明，在高掺钙条件下，煤灰中的主要矿物确实是硅酸二钙和钙铝黄长石，而且在掺钙数量足够时以硅酸二钙为主，动力学分析的结果则说明，在煤粉炉的燃烧条件下，形成硅酸二钙等矿物的固相反应速度相当高，可以在几秒钟内完成大部分反应，了解煤粉高掺钙条件下燃烧时的煤灰矿物形成机理，可以为粉煤灰改性处理的研究提供理论指导。     

煤灰氧化物与钙基固硫产物的高温多相反应机理

高温下常规固硫产物CaSO4的不稳定与分解是导致层燃炉和煤粉炉内固硫效率低下的主导因素，研究不同矿物质体系中硫酸钙的高温热变化行为具有重要意义。文中以化学纯矿物为研究对象，采用TG-DTG-DSC热综合分析法研究了煤灰氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO对CaSO4高温稳定性的影响；并采用高温反应器、XRD等试验设备及测试方法分析了CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3与CaSO4所组成的二元、三元矿物组分的固相反应过程。结果表明，CaO的加入对CaSO4的分解影响并不明显，SiO2、Fe2O3、Al2O3对CaSO4的分解总体表现为促进作用。SiO2在高温下易与CaO发生固相反应形成硅酸二钙和硅酸钙使得CaSO4的初始分解温度降低，在1200℃以后硫硅酸钙的形成对CaSO4的分解有一定的延缓作用。Fe2O3的加入由于铁离子的扩散效应促进了CaSO4的分解。Al2O3对CaSO4分解的影响具有两重性，Al2O3在CaSO4分解初期易与CaO发生固相反应形成铝酸钙促进CaSO4分解，但在CaSO4分解后期形成硫铝酸钙在一定程度上抑制了CaSO4的分解。     

新型覆铜箔玻纤布增强聚芳醚腈酮层压板

制备了玻纤布增强含二氮杂萘酮聚芳醚腈(PPENK)覆铜层压板,研究了PPENK树脂含量对覆铜层压板弯曲强度、剥离强度和吸水率的影响,以及偶联剂种类和含量对覆铜层压板弯曲强度和剥离强度的影响,并对覆铜层压板的介电性能、耐锡焊性、阻燃性等进行了测试。结果表明:选用KH-560偶联剂处理玻纤布、KH-550处理铜箔,当PPENK树脂含量为55%时,PPENK覆铜层压板的综合性能最优,在2 GHz下其介电常数为3.6,tanδ为0.002 2,在290℃下耐锡焊性超过120 s,剥离强度为1.6 N/mm。     

城市生活垃圾焚烧飞灰基本特性研究

研究了国内3个正在运行的城市生活垃圾发电厂的飞灰。结果表明:焚烧飞灰成分相当复杂,其主要成分是SiO2、CaO、Al2O3和Fe2O3,其次为Na2O、K2O、MgO,还含有少量重金属,如Cd、Cr、Cu、Pb、Zn等,其中Pb、Zn等重金属严重超出危险废物鉴别标准,属于危险废物。飞灰粒径的主要范围在10～100μm之间。焚烧飞灰熔点受成分的影响最为显著,SiO2+Al2O3含量的高低直接影响飞灰试样的熔点,3种焚烧飞灰的熔点由高到低依次为FA3>FA2>FA1。     

Enhancement in the physical properties of K0.5Na0.5NbO3 ceramics by the addition of 0.5 Li2O – 0.5K2O – 2B2O3 glass

The addition of powdered 0.5 Li₂O–0.5K₂O–2B₂O₃ (LKBO) glass (0.5 to 2 wt%) to potassium sodium niobate, K_0.5Na_0.5NbO₃ (KNN) powder facilitated higher densification which resulted in improved physical properties that include dielectric, piezoelectric and ferroelectric. The required polycrystalline powders of KNN were synthesized through solid-state reaction route, while LKBO glass was obtained via the conventional melt-quenching technique. Pulverized glass was added to KNN powders in different wt% and compacted at room temperature and these were sintered around 1100°C. Indeed the addition of optimum amount (1 wt %) of LKBO glass to KNN ceramics facilitated lowering of sintering temperature accompanied by larger grains (8 µm) with improved density. The dielectric constant (?_r) measured at room temperature was 475 (at 10 kHz), whereas it was only 199 for the LKBO glass free KNN. The piezoelectric coefficient (d₃₃) was found to be 130 pC/N for 1 wt% LKBO added glass, which was much higher than that of pure KNN ceramics (85 pC/N). Indeed, the LKBO glass added samples did exhibit well saturated P versus E hysteresis loops at room temperature. Though there was no particular trend observed in the variation of P_r with the increase in glass content, the P_r values were higher than that obtained for KNN ceramics. The improved physical properties of KNN ceramics encountered in these studies were primarily attributed to enhancement in density and grain size.