钡镓锗透明微晶玻璃的制备及性能

文中通过微晶化工艺制备出钡镓锗透明微晶玻璃,并研究了其透红外性能和力学性能。结果表明,810~910℃热处理0.5 h 时,钡镓锗微晶玻璃析出单一ZrO2 晶体。处理温度为830℃时,钡镓锗微晶玻璃中开始析出少量ZrO2 晶粒,尺寸约几个纳米;处理温度升到870℃时,平均晶粒尺寸为250 nm;晶化温度高于870℃时,晶粒数量显著增多,晶粒粗大,而且发生团聚现象。晶化温度为810~850℃时,可以获得透红外性能和力学性能兼顾的钡镓锗透明微晶玻璃;处理温度为870℃时,钡镓锗微晶玻璃的力学性能出现极值,但透红外性能降低;若继续升高处理温度,钡镓锗微晶玻璃的透红外性能和力学性能均下降。     

可伐合金与玻璃一步封接工艺的研究

研究了玻璃与具有Fe3O4氧化膜的可伐合金的封接工艺。结果表明最佳熔封温度为980℃,熔封时间为30 min。在此基础上,开发出将脱碳、氧化和熔封集于一个升降温周期的一步封接工艺。该工艺是将未氧化的可伐合金和玻坯首先升温至500℃并氧化40 min,而后升温至980℃并保温30 min,最后缓慢降至室温。结果表明,当采用该工艺时,与传统工艺相比不仅能简化操作,而且封接件的封接质量更高、可靠性更好。     

可伐合金气密封接的预氧化

可伐合金和硅硼硬玻璃是通过可伐合金表面的氧化物与玻璃互溶而紧密结合在一起的,所以可伐合金的预氧化是金属外壳制造的一个非常重要的工艺环节,是直接影响气密封接的一个重要因素。为实现气密封接,可伐合金预氧化需要得到的氧化物应是Fe_3O_4和FeO,而不希望得到Fe_2O_3。同时,氧化膜的厚度要控制在一定的范围内;氧化膜过薄则氧化物完全溶于玻璃,造成玻璃与金属基体表面的直接封接,使封接强度下降;氧化膜过厚则造成金属表面氧化物较粗糙疏松,封接件容易漏气。为达到上述两个目的,可以从可伐合金氧化的热力学和动力学出发,通过控制氧化气氛,氧化温度和时间来实现。     

压力传感器芯片键合用低温玻璃焊料的研制

研制开发了一种用于压力传感器芯片与 1 0 1玻璃基座相封接的三元系结晶性低温玻璃焊料 ,其基本成份为 Pb O:Zn O:B2 O3 =58:1 8:2 4 (% wt)。已用 DSC分析该玻璃焊料 ,显示在 51 0℃出现主晶相的熔化吸热峰 ,其开始熔化温度为 445℃。在硅芯片背面制备一过渡层 ,然后用此低温玻璃焊料将压力传感器芯片与玻璃基座封接在一起。封接温度为 530℃ ,低于铝硅合金相的低共熔温度 577℃。用这一封接技术制备的压力传感器有良好的技术性能 ,热漂移小且能耐沸水、耐油 ,耐 1 50℃热冲击。封接强度达 7MPa。     

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。     

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。     

温度对玻璃-金属封接性能的影响研究

温度是影响玻璃-金属封接性能的主要工艺参数。通过对DM305玻璃和可伐合金的封接件(尺寸分别为?5,?10,?20 mm×8 mm)在封接温度960℃与980℃下的封接状况进行模拟和实验,分析了两种温度条件下封接所需的有效时间。考察了相同封接时间下不同温度对封接的影响规律。结果表明980℃封接温度可以有效缩短封接时间,并使玻璃与金属之间结合效果良好,取得较好的封接效果。     

Eu3+掺杂GdPO4微晶玻璃的制备及其发光特性的研究

采用高温熔融法,制备了摩尔组分为53P2O5-16BaO-9Na2O-7K2O-14.25Gd2O3-0.75Eu2O3系统基质玻璃,熔化温度为1 400℃,经过热处理后获得微晶玻璃。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱,对微晶玻璃的结构、形貌和发光性能进行研究。XRD结果表明,基质玻璃经过700℃、800℃热处理2h得到Eu3+掺杂GdPO4微晶玻璃,其晶粒尺寸分别约为39nm和55nm;荧光光谱研究结果表明,与基质玻璃相比,微晶玻璃的激发强度和发射强度明显增强,微晶玻璃中源自Eu3+的7F0-5L6跃迁强度与电荷迁移带强度的比值降低,发射峰出现明显劈裂,且5D0-7F2与5D0-7F1跃迁强度的比值减小,表明Eu3+成功地进入了GdPO4晶相中。微晶玻璃中,Eu3+发射强度和激发强度随着热处理温度的升高而增强。     

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。     

Li2O-ZnO-SiO2系结晶型低熔点封接玻璃的研究

研制了一种用于与软质玻璃和金属合金封接、以Li2O-ZnO-SiO2为基础的三元系结晶性低熔点玻璃焊料.通过不同的热处理制度以及DSC,纽扣试验等分析手段,对该体系焊料玻璃进行了研究.结果表明,玻璃焊料在600～640℃的流散性良好,能与金属合金、平板玻璃封接.同时探讨了封接温度、封接时间、金属合金预处理的程度以及保护气氛等工艺参数对封接质量的影响.     

Al2O3对玻璃绝缘子及Kovar合金润湿性能的影响

在BH—A/K玻璃中分别添加不同质量分数的Al2O3,制得生坯后在680℃排蜡,980℃下在Kovar合金表面进行铺展试验,分析玻璃中AL2O3添加量对绝缘子排蜡致密性的影响,及其对Kovar合金间润湿性的影响.结果表明,随Al2O3添加量升高,相同温度下排蜡后绝缘子致密性下降.Al2O3添加量越高,相同温度下排蜡后,...     

BST-SiO_2-B_2O_3系铁电微晶玻璃陶瓷的制备和研究

采用sol-gel工艺制备了(Ba0.5Sr0.5)TiO3(BST)-SiO2-B2O3系铁电玻璃陶瓷。对其显微结构进行了分析,并通过阻抗分析仪测试其介电温谱(–50~+100℃)。结果表明:SiO2-B2O3系BST铁电玻璃陶瓷的相结构为立方钙钛矿相,显微结构呈微晶结构,当BST相与玻璃相的摩尔比为4:1时,颗粒平均粒径为1.35μm。随着SiO2-B2O3玻璃相含量的增加,εr明显降低,同时居里峰宽化,tC向低温方向移动。     

AlN/SiO_2-B_2O_3-ZnO-Bi_2O_3低温共烧玻璃陶瓷

制备了SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3系玻璃,并且与AlN液相烧结得到低温共烧玻璃陶瓷。分析了样品的相结构、形貌、介电常数、介质损耗、热导率和热膨胀系数等性能。结果表明:AlN与SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3系玻璃在950℃能够很好地烧结。该陶瓷的性能取决于烧结体的致密度和玻璃含量,当w(玻璃)为40%~60%时,陶瓷具有较低的ε(r3.5~4.8)和tanδ[(0.13~0.48)×10–2]、较高的λ[5.1~9.3 W/(m.K)]以及与Si相接近的αl[(2.6~2.8)×10–6.K–1],适用于低温共烧基板材料。     

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。     

锌硼玻璃基低温共烧陶瓷的微波介电性能研究

采用3ZnO-2B2O3玻璃与Al2O3和TiO2复合烧结制备了锌硼玻璃基低温共烧陶瓷复合材料,研究了TiO2/Al2O3质量比对所制复合材料相组成和微波介电性能的影响.结果表明:随着TiO2/Al2O3质量比减少,复合材料中ZnAl2O4相含量增多,TiO2相含量减少,4ZnO·3B2O3相的含量基本不变.随着TiO...     

稀土元素Pr替位改性的高温CaBi_2Nb_2O_9压电陶瓷

采用普通陶瓷工艺制备了由稀土元素Pr替位改性的高温Ca1-xPrxBi2Nb2O9(x=0～0.100)无铅压电陶瓷,研究了Pr含量对CaBi2Nb2O9(CBNO)压电陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:Pr对Ca的替换明显提高了CBNO压电陶瓷的压电性能。其中,Pr含量x为0.050的Ca0.95Pr0.05Bi2Nb2O9压电陶瓷表现出最好的压电性能,其压电常数d33高达14pC/N,且在800℃以下表现出良好的温度稳定性。     

可伐合金外壳激光封焊的裂纹原因分析

可伐(Kovar)合金作为一种功能材料,在较宽的温度范围内(-80℃～450℃)内膨胀系数与硬玻璃的膨胀系数相近,可以保证材料的匹配封接。主要分析了可伐合金外壳采用激光封焊时焊缝处产生裂纹的原因,并就改善焊接裂纹提出了改进措施,主要措施包括焊接工艺参数的优化、焊接结构的优化设计、焊接前的清洗及热处理。