可打印硼硅酸盐玻璃陶瓷浆料的制备及其流变性能研究

通过讨论粉末粒径、分散剂、固含量、粘结剂、增塑剂对陶瓷浆料流变性能及打印效果的影响规律,研究了高浓度、良好分散的可打印硼硅酸盐玻璃陶瓷浆料的制备方法,并采用3D打印直写技术实现了硼硅酸盐玻璃陶瓷基板的成型。研究结果表明:当分散剂为质量分数3%,粘结剂为质量分数4%,增塑剂与粘结剂质量比为0. 4,固含量为质量分数46%时,浆料可打印性较好,粘度约为2660 mPa·s。采用所制备浆料打印的基板表面平整,经过烧结后内部结构致密,相对介电常数为5. 4,介电损耗为0. 0017,满足电路基板的使用需求。     

PNN-PZT陶瓷流延浆料流变性能研究

以体积比为7:3的丁酮和无水乙醇为混合溶剂,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂,玉米油为分散剂配制了PNN-PZT陶瓷流延浆料。研究了浆料球磨时间、固相体积分数以及各有机添加剂用量对其流变性能的影响。结果表明:当w(分散剂)为0.75%,w(粘结剂)为4.17%,球磨时间为8h,固相体积分数为75%,ζ(增塑剂:粘结剂)为0.6时,浆料流变性能良好,浆料黏度在2500mPa·s左右。     

不同分散剂对Al_2O_3浆料流变性的影响

探讨了各种分散剂在Al2O3水系浆料中的分散作用及其相关机理。结果表明:分散剂的相对分子质量大小、构象和添加量对Al2O3浆料的流变性有着重要的影响。随着PAA(聚丙烯酸)类分散剂添加量的增加,Al2O3浆料的Zeta电位值整体下降,其等电点由8.3移动到4.7,PAA最佳添加量(质量分数)为0.5%～0.8%。相对分子质量较大的聚电解质分散剂对浆料的分散、稳定性较好;相对分子质量较小的聚电解质分散剂的最佳添加量范围更宽,为0.5%～2.0%(质量分数),且浆料黏度的变化随分散剂添加量的不同变化较小。     

无压烧结SiC-AlN复相陶瓷导热和介电性能的研究

添加10%(质量分数)BaO-SiO_2-Y_2O_3烧结助剂在氮气氛下无压烧结制备SiC-AlN复相陶瓷。研究了SiC含量、烧结温度对复相陶瓷烧结性能、显微结构、热导率和高频介电性能的影响。结果表明:样品中主晶相为6H-SiC和AlN,次晶相为Y_3Al_5O_(12)和Y_4Al_2O_9;当SiC质量分数为50%时,1850℃烧结1 h,显气孔率低于0.3%;而Si C含量继续增加,显气孔率显著上升。热导率、介电常数和介电损耗都随着烧结温度的升高而升高。当Si C质量分数为50%时,1900℃下复相材料呈现最好的热扩散系数和热导率,分别为26.3 mm~2·s~(–1)和61.5W·m~(–1)·K~(–1);1850℃下获得的Si C-Al N复相陶瓷在12.4~18 GHz频率范围内获相对介电常数和介电损耗分别为33~37和0.4~0.5,该频段内随频率升高,介电常数和介电损耗下降。     

含BCL烧结助剂的CSLST微波介质陶瓷的水基流延

以苯丙乳液为粘结剂,聚丙烯酸(PAA)为分散剂,丙三醇为增塑剂,去离子水为分散介质,对添加烧结助剂B2O3-CuO-LiCO3(BCL)的(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷粉体进行了水基流延成型工艺的研究。通过研究各种添加剂含量对浆料流变性能的影响,得出了适合流延的浆料配方(质量分数)为:陶瓷粉料50%,分散剂1%,粘结剂10%,增塑剂与粘结剂质量比为1:4。该浆料呈剪切变稀特性,经流延可制备均匀无裂纹的流延膜片。膜片叠层后在900℃下烧结具有较佳的微波介电性能:εr=75.8,Q×f=1 422 GHz,τf=13.39×10–6/℃。     

凝胶注模成型氧化铝陶瓷反射体的制备

以微米级氧化铝为原料,采用AM-MBAM凝胶体系,制备出了流动性良好、高固相体积比的浆料,然后采用凝胶注模成型工艺制备出了中空氧化铝陶瓷反射体。研究了分散剂、引发剂、单体浓度及固相含量等关键因素对凝胶注模成型氧化铝陶瓷反射体的影响。结果表明:当分散剂、引发剂、单体的质量分数分别为0.4%,0.08%,7%时,浆料的固相体积分数为55%,黏度达到710 mPa.s,并可制备出表观形貌好,结构致密的氧化铝陶瓷反射体。     

稳定PbTiO_3陶瓷浆料的制备

以磷酸酯为分散剂,采用胶体电空间稳定机制改善陶瓷粉体水悬浮液的分散性,利用z 电位仪、沉降实验、粘度测定和粒度分析等手段,研究了分散剂的用量和pH值对PbTiO3陶瓷浆料稳定性的影响。并在最佳分散剂用量和pH值条件下,制备出了高固相含量(体积分数为55% )、稳定性和分散性好的PbTiO3陶瓷浆料。     

水基流延成型制备片式电感器件研究

以聚丙烯酸铵为粉体分散剂,聚乙烯醇和丙烯酸乳液为复合粘结剂,聚乙二醇(PEG600)为增塑剂,制备了Ni-Zn水基流延成型铁氧体浆料。研究了Ni-Zn铁氧体粉体在水中的稳定性,以及粘结剂含量、固相含量对浆料性能、流延薄带性能及薄带压合性能的影响。结果表明:在pH=9.5、分散剂含量(质量分数)为6‰时,Ni-Zn铁氧体粉体在水中具有较好的稳定性;在聚乙烯醇、丙烯酸树脂和固相含量(质量分数)分别达到6.5%、15%和54.5%时,所制Ni-Zn浆料具有较好的流动性,以其制成的20μm薄带则结构致密、附着力及压合较好、无分层;以水性浆料和有机浆料分别制成的1005型号电感(介质膜厚和线圈匝数相同)在100 MHz下测得的阻抗几乎相同,而前者成本却降低了80%左右。     

活性钎焊电子浆料流变性能及丝印质量的研究

研究了固含量及有机载体对电子浆料流变性能及丝网印刷质量的影响。采用流变仪测量钎焊电子浆料的黏度和触变性,并结合丝印后形貌特征,通过优化电子浆料的配方来改善丝印质量,对后续烧结过程形成性能优良的陶瓷覆铜板三明治结构具有很好的指导意义。获得了优化的浆料配方为:固含量为质量分数89%,有机载体成分质量组成为:丙二醇苯醚溶剂93.53%,乙基纤维素粘结剂5.97%及LD-9108型流平剂0.5%。获得的浆料黏度为46.039 Pa·s,触变指数为2.6136。     

硅烷偶联剂对CABS玻璃/α-Al_2O_3复合料流延性能的影响

采用KH-550硅烷偶联剂对CABS玻璃/α-Al_2O_3复合粉体表面进行改性,分析了表面改性对流延浆料流变性能的影响,并讨论了微观结构与介电性能的变化。研究结果表明:在添加2%(质量分数)硅烷偶联剂条件下,浆料的分散稳定性得到了明显改善。在烧结过程中偶联剂与玻璃陶瓷形成了钙长石相,并附着在氧化铝的表面。当硅烷偶联剂质量分数为2%时,试样在850℃烧成性能为ρ=3.05 g·cm~(–3),εr=7.89,tanδ=0.1×10~(–3)(1 MHz),主要性能达到LTCC对基板材料的要求。     

纳米氮化铝粉末表面修饰的研究

以活化指数和pH值为考核指标,通过变化改性剂的用量、处理温度以及处理时间等,研究了偶联剂–苯乙烯接枝改性剂对纳米AlN粉末的表面改性效果。结果表明:纳米AlN粉末经偶联剂–苯乙烯接枝进行表面修饰可显著提高其抗水解的能力,室温下长达一个月遇水不发生变化;在70℃的热水浴浸泡24h,其悬浮液pH值仍能保持在7.0。并对工艺条件进行了优化,其最佳工艺条件是:以无水乙醇为溶剂、处理剂的加入量为5%(质量分数)、70℃反应3h,活化指数可以达到1.0。     

AlN陶瓷活性法金属化

对AlN陶瓷活性金属化Ag-Cu-Ti钎料配方及工艺进行了研究,发现该钎料浸润AlN陶瓷是活性组元Ti与AlN发生化学反应的结果.要获得良好的金属化质量,钎料中Ti含量应高于2.0%(质量比),金属化层与AlN反应界面厚度应控制在10～15 μm范围内.     

碳添加剂对AlN陶瓷结构与性能的影响

研究了不同引入方式的碳添加剂(内部加碳、外部加碳、内外部同时加碳)对AlN陶瓷结构与性能的影响.研究结果表明,与无碳参与时的AlN陶瓷烧结相比,内部加碳使AlN陶瓷晶粒较细小、均匀;外部加碳基本不会改变AlN陶瓷晶粒尺寸大小,但会与表面钇铝酸盐第二相发生碳热还原反应,促进坯体内第二相的排除;内外同时加碳,一方面可使AlN陶瓷晶粒均匀生长,另一方面有助于AlN陶瓷中的第二相排除,从而可获得晶粒结晶性好,晶粒与晶粒结合紧密,热导率高的AlN陶瓷.     

AlN陶瓷厚膜金属化研究进展

简要论述了AlN陶瓷由于自身结构特点而导致的其厚膜金属化的困难、提出了解决的主要方法。阐述了AlN陶瓷厚膜金属化的三种主要结合剂(玻璃结合系;反应结合系;混合结合系)的结合机理,综述了三种主要结合剂以及AlN陶瓷厚膜金属化用金属体系的研究现状及最新进展。     

AlN基板表面处理对薄膜附着力的影响

用扫描电镜和X射线能谱分析仪研究高温氧化及薄膜工艺过程中主要溶液对氮化铝陶瓷(AlN)基板的影响。结果表明:高温氧化使表面氧含量增加,在1000℃氧化2h,表面已形成致密的氧化层。碱性溶液清洗和去离子水煮会使表面产生多孔的疏松化合物。采用高温氧化、酸性清洗、溅射前加强离子轰击等措施,磁控溅射TiCu,其薄膜膜层附着力不低于15MPa。     

AlN薄膜体声波梯形滤波器的制备与性能分析

用Mason一维等效电路模型模拟了不同级数的梯形体声波滤波器的传输特性.讨论了谐振器级联数对滤波器插入损耗和带外抑制的影响.以AlN薄膜为压电材料,采用微机电系统(MEMS)工艺流程制备了3级梯形结构的滤波器,用扫描电镜照片(SEM)和网络分析仪表征了器件的结构和传输响应特性,测试结果表明,所制备的滤波器结构完整,图形整齐,并得到滤波器的带宽为180 MHz,带外衰减为-10.12 dB,插入损耗为-5.15 dB.     

InGaAs台面探测器的AIN钝化研究

首次介绍了采用AlN介质薄膜为钝化层的InGaAs台面型探测器(λ=2.4 μm).探测器采用分子束外延(MBE)方法生长的原位掺杂的PIN In0.78Ga0.22As/In0.78Ga0.22As/InxGa1-xAs/InP 外延材料.由于台面型器件的裸露面积较大,特另q是台面的成形工艺所带来的侧面损伤,加大了光生载流子的表面复合,使器件的暗电流、噪声等性能急剧下降.采用新的AlN钝化工艺,制备了8元正照射台面InGaAs探测器,室温下(T=300 K)电压为-0.5 V时.探测器的暗电流(ID)约为9×10-8 A,优值因子(R0A)大于30 Ωcm2,通过与其他钝化工艺所制备的器件的性能进行分析对比得出:AlN能有效地改善器件的表面状态,减小表面复合,从而降低了暗电流,提高了探测器的性能.     

c轴择优取向AlN薄膜的制备研究

采用MOCVD法在蓝宝石(0001)单晶衬底上生长AlN压电薄膜。用XRD和原子力显微(AFM)技术表征薄膜的微观结构。研究了衬底温度、TMA和NH3流量、反应室气压对AlN薄膜织构特性的影响,并对薄膜生长的工艺参数进行了相应优化。结果表明:在优化条件下制备的AlN薄膜高度c轴择优取向,(0002)峰摇摆曲线半高宽仅为0.10°,且薄膜表面平整,椭圆偏振法测出其折射率为2.0～2.4。     

Effect of Si Co Doping on Ferromagnetic Properties of GaGdN

Single-phase GaGdN and GaGdN:Si films were grown on sapphire substrates by gas source molecular beam epitaxy using solid Gd, Ga, and Si sources and active nitrogen derived from a RF nitrogen plasma source. The undoped films were highly resistive films but became conductive with the addition of Si. Superconducting quantum interference device magnetometry indicated room-temperature ferromagnetism in both types of materials. Structural defects had a strong influence on the magnetic ordering of the material, as seen in a drastic reduction of magnetic moment with degrading crystalline quality. Magnetization of the codoped film increased with Si content, reaching levels higher than that of the undoped material. The Gd-doped AlN films grown in a similar fashion also displayed Curie temperatures above room temperature.     

升华法生长AlN体单晶初探

研究了高温升华法(PVT)生长AlN体单晶的技术和材料的性质.使用陶瓷BN坩埚,加热温度约在1900℃左右,生长结果为AlN晶须或致密多晶,难以生长出较大的AlN晶粒.用钨坩埚加热生长温度达到2200℃左右时,在AlN陶瓷片和6H-SiC片上生长了直径22mm的AlN晶体,最大的晶粒尺寸长10mm、直径5mm.利用X射线粉末衍射分析了几种不同AlN样品的结构和组成.讨论了PVT法生长AlN晶体所涉及的化学热力学过程和现象.