Cr_2O_3掺杂对钡硼硅微晶玻璃的性能影响

采用固相合成法制备了高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料。通过对该微晶玻璃进行X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试分析研究铬掺杂对BaO-B2O3-SiO2力、热、电性能及微观机理的影响。结果显示,热膨胀系数与介电损耗随Cr2O3含量增加而增大,研究表明,加入Cr2O3会促进该体系晶粒的生长,并促使晶相由石英晶相转变为方石英晶相,方石英热膨胀系数较高,其晶相含量增多导致热膨胀系数增大。该体系Cr2O3质量分数为0.5%时,制备出具有较高热膨胀系数(18.44×10-6/℃),较高抗弯强度(187 MPa),较低相对介电常数(5.5)的封装材料。     

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。     

低介低损耗CaO-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃性能研究

采用高温熔融–水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。通过烧结点实验仪、梯温炉、DTA、XRD对其烧结性能、析晶性能、致密性及介电性能进行了研究。结果表明:可应用于LTCC基板材料的微晶玻璃组成为:x(SiO2)为18.0%、x(CaO)为36.8%、x(B2O3)为45.2%;该微晶玻璃在723℃附近开始软化,771℃析出硼钙石晶体;经850℃烧结1h后得到的微晶玻璃样品具有良好的介电性能(1MHz):εr为4.67,tanδ为0.71×10–3。     

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.     

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)。     

碱金属氧化物对硼硅酸盐系玻璃/Al_2O_3材料性能的影响

以硼硅酸盐系玻璃和Al2O3粉料为原料,采用低温烧结法制备了玻璃/Al2O3系LTCC材料。设计玻璃中碱金属氧化物的质量分数为0~6%,研究了碱金属氧化物添加量和烧成温度对玻璃/Al2O3材料的烧结性能、热性能、介电性能和力学性能的影响。随着碱金属氧化物含量增加,玻璃/Al2O3材料的体积密度、相对介电常数、抗弯强度增加,而介电损耗恶化。当碱金属氧化物添加的质量分数为2%,材料于875℃烧结良好,显示出优异的性能:体积密度为2.84 g/cm3,相对介电常数7.71,介电损耗1.15×10–3(于10 MHz下测试),抗弯强度为158 MPa,热导率为2.65 W/(m·℃),线膨胀系数为7.77×10–6/℃。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

CaO对MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃烧结和性能的影响

研究了氧化钙对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃烧结特性和性能的影响。结果表明:氧化钙替代氧化镁能够促进微晶玻璃粉体的烧结致密化,影响玻璃的晶化特性、介电性能和热膨胀特性。随着氧化钙量的增加,样品的介电常数和热膨胀系数增加,但其介质损耗呈现先减小后稍微增加的趋势。含3%CaO(质量分数)的样品可在900℃烧结致密化,并具有低的εr(5.4)、低的tgδ(≤0.13×10-2)和低的α(3.55×10-6℃-1),是一种有应用前景的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。     

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)。     

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。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2掺杂低温烧结CLST陶瓷的介电性能

通过Li2O-B2O3-SiO(2LBS)玻璃的有效掺杂,低温液相烧结制备了16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO(2CLST)陶瓷。研究了LBS掺杂量对其烧结性能、相组成及介电性能的影响。结果表明:通过掺杂LBS,使CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降至1000℃,且无第二相生成。随LBS掺杂量的增加,tanδ显著降低,τf趋近于零。当w(LBS)为10%时,CLST陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳介电性能:tanδ为0.0045,τf为4×10–6/℃,虽然εr由105.0降至71.0,但仍属于高εr范围。     

复合助烧剂对CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2陶瓷低温烧结和性能的影响

采用传统固相反应法制备了CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2(CBLST)陶瓷。研究了复合添加BaCu(B_2O_5)(BCB)和Li_2O-B_2O_3-SiO_2(LBS)对CBLST陶瓷的烧结特性、微观组织、相组成及介电性能的影响。结果表明:添加质量分数w(BCB)=60%和w(LBS)=0.5%～5.0%的CBLST陶瓷的相组成未改变,仍为正交钙钛矿相和BaSm_2Ti_4o_(12)(BST)相。通过添加w(BCB)=6.0%和w(LBS)=0.5%,可以使CBLST陶瓷的烧结温度从1325℃降到1050℃,并且在1050℃烧结2h的CBLST陶瓷介电性能优良:ε_r=81.9,tanδ=0.0062,τ_f=–3.75×10~(–6)/℃,其tanδ比纯CBLST陶瓷的tanδ(0.016)明显降低。     

BaTiO_3热敏电阻的低温烧结特性研究

为了得到低烧结温度、较低室温电阻率的BaTiO3基半导体陶瓷,提出在BaO-B2O3-SiO2-MnO烧结助剂中加入LiF的方法,研究了BaO-B2O3-SiO2-MnO-LiF(BBSML)烧结助剂对Y3+与Nb5+双掺杂BaTiO3基热敏陶瓷的微观结构和正温度系数(PTC)特性的影响。微观结构分析表明:玻璃助剂中LiF的含量能改变晶界相组成,影响样品的烧结特性和室温电阻率。实验结果表明,x(LiF)=5%的BBSML烧结助剂的样品,在1 050℃保温1 h下烧结后,其室温电阻率为151Ω.cm,升阻比为5.6×103。     

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。     

镁铝硅钛铈系微晶玻璃的显微结构及介电性能

选取工业纯原料,采用熔融法制备了镁铝硅钛铈系微晶玻璃,研究其在不同晶化温度下的显微结构及微波介电性能。结果表明:随着晶化温度的提高,微晶玻璃的εr先增大后减小,在1000℃时达到最大值;同时微晶玻璃中晶粒逐渐长大,残余玻璃相减少,tanδ降低;当晶化温度超过1200℃时,晶粒粗化,tanδ略有升高。所制微晶玻璃在微波频率(8GHz)下,其εr在8.55~14.61可调,tanδ小于8×10–4,是一种性能优良的微波介质材料。     

两步烧结对锆酸钡–钙硼硅复合材料性能的影响

以低软化点的CaO-B2O3-SiO2玻璃和BaZrO3为原料,采用两步烧结法制备了BaZrO3/CaO-B2O3-SiO2低温共烧复合材料。对比研究了两步烧结法与传统烧结法的不同,以及两步烧结法中各工艺阶段对复合材料结构与性能的影响。结果表明:两步烧结法能明显优化其微观结构,提高其介电性能;当复合材料快速升温到960℃(θ1)保温5min,再降温到920℃(θ2)保温5h两步烧结后,其εr约为15,tanδ约为1.5×10–4,可望作为低温共烧多层陶瓷电容器(MLCC)材料应用。