低温烧结CaO-B2O3-SiO2玻璃陶瓷及其性能

在CaO-B2O3-SiO2玻璃粉末中,通过添加助烧剂制备了CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃陶瓷材料.研究了助烧剂P2O5和ZnO的助烧作用、材料的介电性能和相组成、显微结构.分析认为,P2O5能促进低熔点玻璃相的形成,ZnO则可以提高玻璃相的粘度,扩大烧结温度范围,并防止试样变形,复合添加P2O5和ZnO可成功烧结CBS玻璃粉末;在CBS玻璃陶瓷材料中,包含有β-CaSiO3、α-SiO2和CaB2O4三种晶相,晶粒发育均匀,粒径分布较合理,大小为0.5μm左右;添加质量分数为2%的P2O5和0.5%的ZnO作烧结助剂,可制备10MHz下,εr为6.38,tanδ小于0.002的玻璃陶瓷材料;烧结温度低于900℃,可实现银、铜电极共烧,可用作LTCC材料.     

不同烧结助剂对网眼碳化硅多孔陶瓷性能的影响

为了降低制备碳化硅网眼多孔陶瓷的烧结温度和制备成本,以聚氨酯泡沫为模板,分别以MgO-Al2O3-SiO2和K2O--Al2O3-SiO2为烧结助剂体系,采用浸渍成型制备低温烧成碳化硅网眼多孔陶瓷.采用X射线衍射、扫描电镜等测试手段对样品进行分析.结果表明:以MgO-Al2O3-SiO2体系为烧结助剂,当滑石的用量为1.8%(质量分数,下同)和3.8%时,样品的晶相组成是碳化硅、方石英、莫来石和堇青石,并且在显微结构中能看到针状莫来石晶体分布在玻璃相中和碳化硅晶粒的表面,针状莫来石晶体有利于材料强度的提高.以MgO-Al2O3-SiO2体系为烧结助剂,在1 350℃烧成的样品的抗压强度可达到1.23MPa.以K2O-Al2O3-SiO2体系为烧结助剂的样品中没有针状的莫来石晶体.     

ZnO和Na2O对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结助剂ZnO和Na2 O对CaO -B2 O3 -SiO2 (CBS)系微波介质陶瓷介电性能、相组成及结构特性的影响。烧结助剂ZnO在烧结过程中与B2 O3 及SiO2 生成低熔点玻璃相 ,有效地降低了材料的致密化温度 ,烧结机理为液相烧结。碱金属氧化物Na2 O虽然能够有效降低材料的烧结温度 ,但会破坏硅灰石晶体结构 ,引起材料微波性能显著降低。通过实验 ,制备出了具有优良微波介电性能的陶瓷材料 ,适用于LTCC基板及滤波器等高频微波器件的生产     

CaO-B2O3-SiO2系低温共烧陶瓷的致密化行为及性能

以CaO-B2O3SiO2(CBS)玻璃粉末为原料.采用流延成形工艺制备了CBS系生料带.生料带在排完胶后可以在775～950℃内烧结.研究了生料带在烧成过程中致密化和晶化行为以及烧成温度对其介电性能和烧结性能的影响.结果表明:烧成样品中的主晶相为β-CaSiO3,850～900℃烧成样品中有少量CaB2O4.在样品烧成过程中,排胶后的CBS玻璃粉末首先烧结致密化,然后才开始晶化,即致密化过程要早于晶化过程,CBS玻璃的析晶倾向于整体析晶, 这有利于CBS玻璃粉末的烧结.由于玻璃中析出晶相与残余玻璃相存在密度差,烧成样品的体积密度随着烧成温度的升高而降低.烧成温度的升高可促使玻璃中晶体析出和长大,且析出晶相具有比CBS玻璃低的相对介电常数(岛),样品的εr随烧成温度的升高呈下降趋势.     

液相烧结Al2O3/3Y-TZP复相材料的致密化与力学性能

以CaO-MgO-SiO2玻璃为烧结助剂,用液相烧结法制备了氧化铝和3%氧化钇稳定四方氧化锆复相材料.研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构及力学性能的影响.结果表明:由于CaO-MgO-SiO2玻璃具有较小的液相粘度,因而对材料的致密化有较大促进作用,可使材料在1 500℃获得致密.烧成温度和材料组成均对Al2O3和ZrO2的平均晶粒尺寸产生影响.显微结构中少量的Al2O3和ZrO2晶粒为晶内分布.引入烧结助剂降低了材料的烧结温度,使材料具有细晶结构,因而具有良好的力学性能,在最佳条件下,样品的抗弯强度可达到778 MPa.     

液相烧结Al_2O_3/3Y–TZP复相材料的致密化与力学性能

以CaO–MgO–SiO2玻璃为烧结助剂,用液相烧结法制备了氧化铝和3%氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明:由于CaO–MgO–SiO2玻璃具有较小的液相粘度,因而对材料的致密化有较大促进作用,可使材料在1500℃获得致密。烧成温度和材料组成均对Al2O3和ZrO2的平均晶粒尺寸产生影响。显微结构中少量的Al2O3和ZrO2晶粒为晶内分布。引入烧结助剂降低了材料的烧结温度,使材料具有细晶结构,因而具有良好的力学性能,在最佳条件下,样品的抗弯强度可达到778MPa。     

液相烧结氧化铝和氧化钇稳定四方氧化锆复相材料的显微结构与力学性能

以TiO2，MnO2及CaO—Al2O3-SiO2玻璃为烧结助剂，利用液相烧结法制备了氧化铝和3％氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助荆对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明：除TiO2可与ZrO2晶粒形成部分固溶外，烧结助剂主要以晶间玻璃相的形式存在，并影响了Y2P3在ZrO2晶粒中的分布。烧结助荆的引入显著促进材料的致密化，降低了烧结温度，使材料具有细晶结构，因而具有良好的力学性能。     

铅硼硅酸盐玻璃中Al_2O_3含量对复相玻璃陶瓷性能的影响

以低软化点的铅硼硅酸盐玻璃和Al2O3粉末为原料,制备Al2O3/玻璃低温共烧复合玻璃陶瓷材料。考察烧结温度和添加不同质量分数的Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响,并探讨了作用机制。结果表明:Al2O3掺入PbO-B2O3-SiO2玻璃中改善了与Al2O3陶瓷的界面润湿,对烧结有一定的促进作用。在添加质量分数为4%Al2O3的复相玻璃陶瓷、烧成温度为850℃时性能最好,其密度为3.1 g/cm3,介电常数为8.46,介电损耗为0.001 1。     

添加Li_2O的CaO-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的性能研究

以Li_2O为烧结助剂,采用DTA、XRD、SEM等分析手段研究了添加1.0～2.5 wt%Li_2O对CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)系微晶玻璃性能的影响.结果表明:Li_2O降低了CBS系微晶玻璃的玻璃转变温度和析晶温度.未添加Li_2O的试样在930 ℃烧结,而添加Li_2O的试样可以在820 ℃以下烧结,Li_2O显著降低了试样的烧结温度.当Li_2O添加量为1.0wt%时,试样可以在760～820 ℃范围内烧结,800 ℃烧结试样介电常数为5.71,介电损耗为0.0024(测试频率为10 MHz).     

低温烧结硼硅钙复相微晶玻璃的结构和性能

在硼硅钙(CaO-B2O3-SiO2, CBS)玻璃中添加硼硅酸玻璃,低温烧结制备了CBS复相微晶玻璃.研究了硼硅酸玻璃的添量及烧成温度对CBS复相微晶玻璃性能的影响规律.用X射线衍射和扫描电镜微观结构分析方法研究了材料性能与结构的关系.结果表明:硼硅酸玻璃与CBS玻璃具有很好的相容性,硼硅酸玻璃的质量分数(下同)为10%～40%的范围内均可在850℃烧结.随着硼硅酸玻璃的引入,样品中生成了具有低相对介电常数(εr)和高热膨胀系数(α)的α-石英.硼硅酸玻璃有效降低了材料的εr,实现了εr在5.6～6.6范围内可调.硼硅酸玻璃的添量小于20%时,α增加幅度较小,随着硼硅玻璃添量进一步增加(30%～40%),α显著增大.烧成温度的升高可促使玻璃中晶体析出和长大且析出晶相具有比CBS玻璃低的εr,样品的εr随着烧成温度的升高呈下降趋势.     

添加剂对偏铌酸铅压电陶瓷烧结性能的影响

纯偏铌酸铅压电陶瓷虽然具有一系列的优良性能 ,但难以烧结 ,从而限制了它的应用 ,通过对纯偏铌酸铅的掺杂改性 ,使得该材料具有良好的烧结性能及机电性能。通过X射线结构分析和扫描电镜、透射电镜对材料进行了结构分析     

添加剂对镁橄榄石-堇青石复相陶瓷性能的影响

研究了ZnO、La2O3,和Sm2O3,的加入对镁橄榄石-堇青石复相陶瓷的烧结和介电性能的影响,并对影响机理作了初步探讨.结果表明选择合适种类和数量的添加剂能够使复相陶瓷在1280～1360℃之间烧结.复合添加5%ZnO、2%La2O3和2%Sm2O3的复相陶瓷的介电性能较好,介电损耗在10-4数量级,介电常数约为7.0,其温度系数为124×10-6/℃,是一种性能良好的介质材料.     

毫米波烧结对纯钛酸钡陶瓷介电性能的影响

利用34.5GHz回旋管毫米波烧结和常规烧结分别制备了纯钛酸钡陶瓷材料，分析和比较了2种烧结方法制备的纯钛酸钡陶瓷材料的介电性能，讨论了毫米波烧结对纯钛酸钡陶瓷材料显微组织和介电性能的影响。结果表明：与常规烧结相比，毫米波烧结过程具有更高的固态扩散速率,毫米波烧结陶瓷样品中出现晶粒异常长大的烧结温度更低；毫米波烧结能够显著降低烧结温度；960℃烧结15min的毫米波烧结样品的相对密度为96.6％，而经960℃常规烧结60min的样品的相对密度仅为54.8％。900℃毫米波烧结15min的样品与1220℃常规烧结15min样品的相对密度相近(分别为88.7％和89.6％)，而前者的介电常数(4224)远高于后者(3655)。     

低温烧结Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷(英文)

分别研究了不同含量Li2CO3/V2O5共掺杂和部分Li取代Mg对Mg4Nb2O9基陶瓷烧结特性、显微结构和微波介电性能的影响.结果表明:Li2CO3/V2O5共掺杂或部分Li取代Mg,均能使Mg4Nb2O9基陶瓷的烧结温度从1 400℃降至950℃,但其烧结机理不同.Li2CO3/V2O5共掺杂Mg4Nb2O9(MNLV)样品中的低熔点液相,使MNLV陶瓷的致密化烧结温度降低.部分Li取代Mg显著降低了(Mg(4-x)Lix)(Nb1.92V0.08)O(9-δ)(MLNV)样品的致密化烧结温度.950℃烧结,相对于MNLV样品的品质因数(Q=13276)而言,MLNV样品的Q值(1 759)显著恶化,这是由于Li1+占据Mg2+晶格.使晶体中非谐振项损耗增加.     

烧结助剂对多孔氮化硅陶瓷的力学性能及介电性能的影响

通过添加烧结助剂,采用常压烧结工艺制备出不同气孔率(19%～54%)的氮化硅陶瓷.采用Archimedes法、三点弯曲法和Vickers硬度测试法测量了材料的密度、气孔率、抗弯强度及硬度.用X射线衍射及扫描电镜检测了相组成和显微结构.用谐振腔法测试了氮化硅陶瓷在10.2 GHz的介电特性.结果表明:材料具有优良的介电性能.随着烧结助剂的减少,样品中气孔率增加,力学性能有所下降,介电常数和介电损耗降低.添加Lu2O3所制备的氮化硅陶瓷的力学性能和介电性能优于添加Eu2O3或Y2O3制备的氮化硅陶瓷.当气孔率高于50%时,多孔氮化硅陶瓷(添加入5%的Y2O3或Lu2O3,或Eu2O3,质量分数)的抗弯强度可达170 MPa,介电常数为3.0～3.2,介电损耗为0.000 6～0.002.     

氧化铝添加量对钡硅酸盐复相玻璃陶瓷影响

研究了添加不同Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响.结果表明:随着玻璃中Al2O3含量的增加,玻璃的软化温度、开始析晶温度以析晶峰温度均有所提高,析晶放热峰面积依次减小,玻璃的析晶能力逐渐减弱;添加5% wt Al2O3 875℃条件下烧结复相玻璃陶瓷中性能最好为εr为8.1,tanδ为0.0031(10kHz),是一种性能优良的LTCC材料.     

烧结工艺对Si_3N_4/TiC纳米复合陶瓷材料微观结构及力学性能的影响

以La2O3和Y2O3作为复合烧结助剂,采用热压烧结法制备了Si3N4基复合陶瓷材料。研究了保温时间和烧结助剂含量对复合材料微观结构及力学性能的影响。研究表明:所制备的Si3N4/TiC陶瓷复合材料的微观结构呈现纵横交错、相互嵌套的结构,晶粒尺寸呈现明显的双峰分布特征,单位面积内晶粒数量与烧结助剂含量之间呈线性降低关系。当烧结助剂质量含量为8%时,该复合陶瓷材料具有最优的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度分别达到943MPa,8.38MPa·m1/2和16.67GPa。     

BiFeO_3-K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3无铅压电陶瓷的烧结工艺

采用传统固相烧结法制备性能良好的铁酸铋(BiFeO3,BF)掺杂的铌酸钾钠(K0.5Na0.5NbO3,KNN)压电陶瓷(BF-KNN),着重研究BF摩尔(下同)掺量对KNN结构与压电性能的影响规律以及BF-KNN陶瓷的烧结工艺。结果表明:适量BF有利于提高BF-KNN的压电性能,当BF掺量≥1%后,压电性能急剧降低。与仅烧结一次的样品相比,二次烧结BF-KNN陶瓷形成更加稳定的正交晶系钙钛矿结构,陶瓷组织致密,压电性能大幅度提高,压电常数(d33)、平面机电耦合系数(kp)与机械品质因数(Qm)分别达134pC/N、46%和364,但介电性能明显降低,相对介电常数(εr)从退火前的554降至388。一次、二次烧结样品的体积密度分别为4.12g/cm3和4.36g/cm3,相对密度分别为91.35%和96.67%。在温度低于490℃、频率为100kHz时,二次烧结样品的介电损耗tanδ5%,其Curie温度高达420℃。     

硼化物助烧剂对TiB2陶瓷烧结及力学性能的影响

通过在ＴｉＢ２中加入少量的过渡金属硼化物添加剂,使之与ＴｉＢ２固溶复合,并制备出具有较细晶粒的ＴｉＢ２材料,与同等条件下烧结的ＴｉＢ２材料相比,材料强度,韧性均有显著提高。显微结构观察表明;裂纹偏转为主要增韧机理,而强度的提高则得益于其细的晶粒结构和高的烧结密度。     

热压烧结Cf/SiC复合材料的力学性能

以ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３为烧结助剂体系,采用先驱体转化－热压法制备出了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料。研究了烧结助剂及其用量和烧结温度对复合材料力学性能的影响。结果表明,由于ＡｌＮ－ＳｉＣ的固溶和液相烧结的作用;烧结温度为１８５０℃时,烧结助剂用量较少的复合材料具有很好的断裂韧性。随着烧结助剂用量的增加,虽然复合材料的抗弯强度不断提高,但由于晶界相和ＡｌＮ－ＳｉＣ固溶体量的增加,使纤维与基体的结合过程,从而导致纤