预烧结添加剂对95%氧化铝瓷致密化的影响

分别以CaO、MgO、SiO2简单氧化物和它们的预烧结体作为添加剂加入到质量分数为95%氧化铝中,并于1600℃烧结。用XRD分析了这两种形式添加剂烧成的样品物相组成,用SEM观察其表面和断面的微观形貌,进行抗弯强度试验。结果表明:与加入简单氧化物助剂的氧化铝陶瓷相比,加入预烧结助剂的氧化铝陶瓷可以实现更充分的液相烧结,烧成时间明显缩短,陶瓷相对密度可达到98%以上,晶粒尺寸为5μm左右,抗弯强度大于300MPa。     

MgO-Y_2O_3对热压烧结Al_2O_3性能的影响

以高纯的硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了烧结助剂掺量对Al2O3材料的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明:所制Al2O3陶瓷具有细晶的显微结构特征和超高的抗弯强度。随着MgO-Y2O3掺量的增加,晶粒尺寸、抗弯强度和热导率先增大后减小,而介电损耗则呈现先减小后增大的变化规律。当MgO和Y2O3掺量均为质量分数2%时,Al2O3陶瓷呈现为较佳的综合性能:抗弯强度达最大值为603 MPa,热导率为36.47 W.m–1.K–1,介电损耗低至6.32×10–4。     

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。     

Ta2O5及Nb2O5掺杂NdAlO3-CaTiO3陶瓷的介电性能研究

采用固相反应法制备0.3NdAlO3-0.7CaTiO3(CTNA)介质陶瓷。研究了Ta2O5及Nb2O5掺杂对所制CTNA陶瓷性能的影响。结果表明：Nb2O5和Ta2O5掺杂后,CTNA陶瓷的氧空位缺陷减少,显微结构改善,介电常数提高、介质损耗降低。同时加入质量分数w(Nb2O5)为0.1％,w(Ta2O5)为0.8...     

稀土氧化物对氧化铝瓷性能的影响

研究了三种稀土氧化物对氧化铝陶瓷烧结性能和力学性能的影响.研究结果表明:含Y2O3,La2O3,Sm2O3的添加剂促进了氧化铝瓷的烧结,提高了氧化铝瓷的力学性能.Y2O3和Sm2O3掺量为0.5%(质量比)、La2O3掺量为0.75%时氧化铝瓷在1600或1620℃保温2 h烧结,相对密度达98.9%以上,强度超过430 MPa,断裂韧性达5.15 MPa·m1/2以上.微观结构分析表明,Y2O3,La2O3,Sm2O3抑止氧化铝晶粒异常生长,细化晶粒,使晶粒尺寸较均匀形成致密化结构.     

(La,Nb)共掺杂TiO2压敏陶瓷中第二相的研究

研究了(La,Nb)掺杂TiO2压敏陶瓷中第二相的转变及其对压敏性能的影响。采用实验方法研究了La2O3和Nb2O5的掺杂量及烧结温度对TiO2压敏陶瓷的压敏电压和非线性系数的影响。采用SEM、EPMA和XRD测试了TiO2陶瓷的显微结构、化学组成和物相。研究结果表明,(La,Nb)掺杂TiO2压敏陶瓷中存在第二相,随着烧结温度的增加,第二相会从LaNbO4向LaNbTiO6转变。根据La2O3-TiO2、La2O3-Nb2O5和Nb2O5-TiO2的二元相图,绘出了La2O3-Nb2O5-TiO2三元相图,在三元相图基础上初步估算了在不同烧结温度TiO2压敏陶瓷中第二相的相对含量。第二相LaNbTiO6的析出,导致钛空位(V″Ti″)浓度增大,而使压敏电压和非线性系数增加。     

H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷的烧结及介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对Ba5Nb4O15陶瓷的相成分、微观结构、烧结以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷中,除主晶相Ba5Nb4O15相外,还生成了BaNb2O6和BaB2O4相;H3BO3能够将Ba5Nb4O15陶瓷的烧结温度降低500℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数1%时,900℃烧结的Ba5Nb4O15陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=38.8,Q×f=48 446 GHz,τf=37.0×10–6/℃。     

Na和Ti掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备了Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷。研究了Na+替代Bi3+,Ti4+替代Nb5+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷烧结特性、显微结构和介电性能的影响。结果表明,掺入Na+和Ti4+后,Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷的烧结温度从1000℃降到了860℃左右;在–30℃～+130℃的温度范围内,Na-Ti掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7陶瓷表现出明显的、激活能约为0.3eV的介电弛豫现象。这主要是由缺陷偶极子和晶格畸变在陶瓷中的出现引起的。     

掺杂MgO和La2O3对Al2O3陶瓷性能的影响

以高纯硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO、La2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了MgO和La2O3掺杂量对所制Al2O3陶瓷的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明：随着MgO或La2O3掺杂量的增加,Al2O3晶粒尺寸均逐渐减小而抗弯强度逐渐升高...     

原位生长柱状晶氧化铝陶瓷材料的制备

按96瓷配比,在α-Al2O3中加入烧结助剂(氟化钙-高岭土),通过水基凝胶注模成型出氧化铝陶瓷坯片.在1570℃,2 h条件下无压烧结,制备出原位生长棒状晶自增韧氧化铝陶瓷.研究结果表明:1570℃烧结时完全生成棒状晶,棒晶呈现三维网络状交织在一起,样品的体积密度达到了3.77 g/cm3.而不含氟化物添加剂的样品在1500～1600℃下烧结时,不能生成氧化铝棒晶,基本呈椭球状或球状.加入少量的氟化物,经过高温烧结,即可在组织内部原位生成棒状晶,这样棒状晶就起到了纤维或晶须的强韧化作用,大大提高了96瓷氧化铝陶瓷的力学性能,断裂韧性达到了5.25 MPa·m1/2,比传统96瓷氧化铝韧性提高了60%.     

氧化铝陶瓷的Mo-Mn-Ti-Si-Al系统膏剂金属化工艺研究

用Mo-Mn-Ti-Si-Al系统膏剂金属化两种氧化铝陶瓷材料。封接强度实验结果表明,Mo-Mn-Ti-Si-Al系统膏剂不适宜高纯Al2O3陶瓷的金属化封接,而比较适宜95%Al2O3陶瓷的金属化封接。用该膏剂金属化95%Al2O3陶瓷,其焊接强度最高值可达150MPa以上。通过显微结构分析发现,高纯Al2O3陶瓷的金属化机理与95%Al2O3陶瓷金属化的机理不同,前者中玻璃相仅仅通过高温熔解-沉析与表面的Al2O3晶粒反应,后者金属化层内玻璃相与陶瓷内玻璃相相互迁移渗透。     

改性氧化铝陶瓷的抗弯强度和显微结构

用油酸对Al2O3粉末进行表面改性,研究了表面改性工艺对陶瓷致密性、抗弯强度及显微结构的影响。对改性机理进行了探讨。结果表明:改性粉末在1600℃保温2h制备的Al2O3陶瓷,相对密度达到98.9%,抗弯强度达393MPa。利用油酸与粉末表面羟基反应形成非极性有机表层结构,消除粉末间的硬团聚,降低压制过程中的内摩擦力,从而改善坯体的均匀性和致密性,提高陶瓷的抗弯强度。     

高抗弯强度微波介电LTCC基板材料的研究

为了适应基板高载荷、高可靠的要求,制备了一种适用于LTCC应用的高抗弯强度微波介电陶瓷材料。该陶瓷材料由Ca-Mg-Zr-Zn-B-Si微晶玻璃和氧化铝构成。采用差热热重同步分析仪、扫描电镜、X射线衍射分析仪、带谐振腔夹具的矢量网络分析仪和三点抗弯测试仪研究了陶瓷材料的烧结性能、微观结构、抗弯强度和介电性能。860℃烧结15 min获得陶瓷具有最佳致密度,其抗弯强度大于400 MPa,1. 9 GHz频率时εr=8. 12,tanδ=0. 0028;15 GHz频率时εr=7. 96,tanδ=0. 0031。该陶瓷与金、银电极共烧匹配良好,适用于制备LTCC基板。     

LiCe掺杂对铋层材料K0．5Bi2．5Nb2O9的影响

用传统固相烧结法获得了含A位空位的(KBi)0.5-x(LiCe)x/2 x/2Bi2Nb2O9(其中为A位[KBi]空位)系列铋层陶瓷,研究了A位LiCe掺杂替代对K0.5Bi2.5Nb2O9系列陶瓷性能的影响。LiCe掺杂改性明显提高了K0.5Bi2.5Nb2O9系列陶瓷的压电活性,(KBi)0.44(LiCe)0.03 0.03Bi2Nb2O9陶瓷的压电系数d33、平面机电耦合系数kp和厚度振动机电耦合系数kt分别为31 pC/N、5%和22%。     

Sb2O3掺杂Zn-Nb-O基微波介质陶瓷的结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备(ZnNb2O6-Zn3Nb2O8)-Sb2O3(ZZS)陶瓷,研究了Sb2O3含量对ZZS陶瓷结构及介电性能的影响规律。结果表明,Sb2O3的加入促进了陶瓷的烧结,陶瓷中除ZnNb2O6和Zn3Nb2O8两种主晶相外未有新相生成,Sb2O3则以Sb3+或Sb5+置换Nb5+/Zn2+形成置换固溶体;陶瓷的介电常数(εr)随Sb2O3含量的增加先增大后减小,保持在23～25之间,介电损耗略有增加。微波频段下,0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8陶瓷的介电常数随Sb2O3含量的增加略有减小,品质因数与频率的乘积(Q×f)值先增大后减小。当w(Sb2O3)=1%时,陶瓷综合性能最佳,εr=22.88,Q×f=38 871GHz。     

高频电介质新材料Ba2Ti3Nb4O18陶瓷

采用氧化物固相反应法制备了理论密度达96.8%以上的Ba2Ti3Nb4O18高频电介质陶瓷。XRD和SEM分析表明:该陶瓷为两相混合结构,主晶相为单斜Ba2Ti3Nb4O18相,次晶相为六方Ba3Ti4Nb4O21相。1250℃/2h烧结瓷体Ba3Ti4Nb4O21相的体积分数为5%~8%,1MHz下的介电性能为:εr约为38,tanδ约为1.6×10–4,αC约为–8.51×10–6/℃。     

Ba_5(Nb_(1-x)Sb_x)_4O_(15)微波介电陶瓷的低温烧结

添加质量分数为1%的H3BO3为助烧剂。研究了Ba5(Nb1–xSbx)4O15(0≤x≤0.2)陶瓷的烧结特性、显微结构和微波介电性能。结果表明:当x≤0.15时,该类陶瓷可在900℃附近烧结,并伴有少量BaSb2O6和BaB2O4相;随着x从0增加到0.2,εr和τf均有较大幅度下降;Q.f先升后降。在900℃烧成温度下,x为0.15的陶瓷获得较好的微波介电性能:εr为29.21,Q.f为13 266 GHz,τf为11×10–6℃–1,并能与Ag电极很好相容,基本满足LTCC工艺的要求。     

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%。