CBZS/AlN玻璃-陶瓷的低温烧结及性能研究

以CaO-B2O3-ZnO-SiO2(CBZS)玻璃粉以及AlN粉体为原料,采用常压烧结法制备了CBZS/AlN玻璃-陶瓷,研究了不同CBZS玻璃含量对复合材料烧结性能、热学性能、介电性能以及力学性能的影响规律.结果表明:CBZS玻璃含量的增加,能有效促进CBZS/AlN玻璃-陶瓷的致密化,可在700～775℃烧结获得致密结构的CBZS/AlN玻璃-陶瓷复合材料;但当CBZS玻璃的含量超过65％后,对玻璃-陶瓷烧结性能的促进作用开始减弱,并恶化了复合材料的热导率与弯曲强度,同时增加其介电损耗.当CBZS玻璃含量为65wt％时,在750℃烧结可获得致密结构的玻璃-陶瓷复合材料,其体积密度为2.87 g·cm-3,热导率为5.31 W/(m·K),介电常数为7.45,介电损耗为0.86×10-3,抗弯强度为209.04Mpa.     

电子基板用玻璃/陶瓷复合材料的低温共烧与性能

玻璃/陶瓷低温共烧复合材料具有高导热性、快速电子信号传输性能、热膨胀系数与硅匹配、力学性能良好等优点,被广泛应用作电子基板材料。本文简要阐述了玻璃/陶瓷复合材料的烧结机理和影响因素,综述了主要的制备方法,指出了烧结过程中可能存在的关键问题,并讨论了玻璃/陶瓷复合材料的性能调控方法。最后,展望了玻璃/陶瓷复合材料在电子信息领域的发展方向和应用前景。     

混凝土淤渣玻璃陶瓷的烧结性能及析晶

以混凝土淤渣为主要原料制备了混凝土玻璃陶瓷,研究了混凝土玻璃陶瓷的烧结析晶特征及烧结工艺性能的影响。结果表明,随着烧结温度的提高和烧结时间的延长,材料烧结程度逐渐增大,但当烧结时间到达一定值后,收缩率逐渐趋向不变。烧结温度超过850℃后,材料体积收缩增长的速率降低,材料烧结的趋势将放缓;在低于850℃烧结时,玻璃中析出晶体的量较少,直到在950℃保温时钙铝黄长石相晶体才大量析出。材料的烧结温度和析晶温度相差100℃左右,这有利于控制烧结和析晶过程。同时以引入不同添加剂对混凝土淤渣玻璃陶瓷密度和颜色的影响也进行了探讨。     

碎粒烧结玻璃陶瓷的气孔问题探讨

认为碎粒烧结法玻璃陶瓷的气孔率主要由玻璃的澄清,粒度级配,杂质,烧成制度和化学组成决定,采用严格合理的澄清制度,以酸洗等方式剔除杂质或予以掺杂,建立适宜的烧结模型和碎业紧密堆积所要求的粒度级配,优化配方,加入一定的Ｎａ２Ｏ等助溶剂,可显著减轻玻璃陶瓷的气孔率。     

低温共烧陶瓷用玻璃材料研究进展

低温共烧陶瓷(LTCC)的玻璃材料对基板性能有重要影响.本文介绍了LTCC用玻璃材料的体系分类与性能特点,梳理了组分、工艺等对材料性能的影响规律,对现有较成熟体系进行了重点分析.CaO–B2O3–SiO2微晶玻璃体系基板含大量晶相,介电性能优异,但烧结析晶行为敏感,组分和工艺波动对性能影响较大.PbO–B2O3–SiO...     

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.     

玻璃陶瓷烧结体的烧结性质研究

通过差热分析和扫描电镜分析了不同玻璃组分的烧结和结晶过程，发现不同的氧化物添加剂对玻璃性质影响很大。添加剂种类、升温速率、玻璃粘度、颗粒大小、压力条件等都影响玻璃陶瓷烧结体的性质。     

低温烧结的刚玉陶瓷

当前,不含熔剂的材料,其烧结温度高达1700～1800℃;而含有熔剂的,其烧结温度则为1600～1650℃。这是俄罗斯工业生产的刚玉陶瓷材料所表现出的明显的技术缺陷。上述缺陷主要表现为热处理设备易快速磨损、耐火制品和能源消耗较高、周围环境遭受热污染。除此之外,高温烧结会导致制品强烈再结晶、形成内气孔和降低强度。因此,开发烧结温度低的、又具有高的物理机械性能和使用性能的材料是十分迫切的。     

烧结工艺对硼泥玻璃陶瓷显微结构和性能的影响

以硼泥为主要原料对制备玻璃陶瓷工艺进行研究,实验中发现烧结温度和烧结时间对析晶相的成分影响较小,但玻璃陶瓷的表面形貌影响较大;当烧结温度高于析晶温度时,对晶体尺寸影响更大;根据不同烧结温度和烧结时间对玻璃陶瓷结构影响,找出适合的最佳烧结温度和烧结时间,其值为781℃,时间为4h。     

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.     

粉煤灰制备微晶玻璃组织与性能的研究

本文利用粉煤灰与石英砂为主要原料制备不同成分的微晶玻璃,并进行核化、晶化。利用扫描电镜对核化、晶化的微晶玻璃进行组织观察,利用硬度计对其硬度测定并对其密度进行测量。研究表明,通过核化、晶化后的微晶玻璃的硬度、密度均升高。当粉煤灰含量较高时,析出网状的晶体组织,并且其在晶化后的硬度增加较少。但当有晶核剂二氧化钛大于5%时,无网状组织析出,且其在晶化后硬度明显提高。     

纳米SiC-Al_2O_3/TiC多相陶瓷复合材料显微结构的研究

考察了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料的断裂方式 .由于纳米SiC的加入 ,材料以穿晶断裂为主 .通过透射电镜观察 ,研究了纳米陶瓷复合材料中纳米SiC的分布 ,证明所制备的材料主要为晶内型纳米复合陶瓷 .在纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,少量纳米SiC位于基体晶粒间 ,大多数纳米SiC位于基体晶粒内 ,而且纳米SiC的加入细化了基体的晶粒 .通过高分辨透射电镜观察 ,研究了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,纳米SiC与基体间界面结合状态 ,发现在两颗粒间的晶界几乎没有玻璃相 ,证明纳米陶瓷复合材料中晶界得到了加强 ,有利于材料力学性能的提高 .另外研究了裂纹在材料中的扩展行为 ,结果表明 ,纳米粒子对裂纹的扩展起到偏折和钉扎作用     

高强玻璃纤维/3232A复合材料性能研究

本文对国产S级高强玻璃纤维/3232A复合材料与法国R级高强玻璃纤维/3232A复合材料性能进行对比,结果表明,国产S级高强玻璃纤维/3232A复合材料与法国R级高强玻璃纤维/3232A复合材料性能基本相当,只是湿热性能略低。     

无黏结剂碳/陶复合材料的抗氧化机理

无黏剂C/C复合材料同其他C/C复合材料一样存在抗氧化性能差这一致命的弱点 ,采用防氧化表面涂层不能很好地解决涂层与基体间热膨胀差异所带来的裂纹问题 .通过采用一定比例的生石油焦、B₄C和SiC混合磨粉后 ,加入短碳纤维 ,无需添加黏结剂模压成型 ,而后烧结制得结构密实均匀的碳 /陶复合材料 .在 900～1200℃温度范围内对其抗氧化性能进行测试 ,结果表明该材料具有良好的抗氧化性能。从热力学的角度对其抗氧化机理进行了探讨 .     

碳纳米管-水泥基复合材料的力学性能和微观结构

研究了掺碳纳米管水泥砂浆的力学性能和微观结构,并与掺碳纤维水泥砂浆的性能进行了对比。低含量的碳纳米管-水泥复合材料具有良好的抗压强度和抗折强度。用扫描电镜对碳纳米管-水泥复合材料以及碳纤维-改性水泥复合材料的微观结构进行了分析。结果表明：复合材料中碳纳米管表面被水泥水化产物包裹,同时碳纳米管水泥砂浆的结构密实。碳纤维表面光滑,在碳纤维与水泥石之间存在明显裂缝。孔隙率测试结果表明碳纳米管的掺入改善了材料的孔结构。     

影响炭／陶复合材料机械性能的因素

对影响炭／陶复合材料机械性能的诸因素，如气孔率、粘合剂种类及用量、焙烧温度、石墨用量等进行了实验研究。     

锆莫来石材料的反应烧结机制和显微结构特征

研究了用锆英石和工业氧化铝合成锆莫来石材料的反应烧结过程和显微结构。结果表明，添加适量ＭｇＣｌ２·６Ｈ２Ｏ可以促进反应烧结进程。锆英石大颗粒完全分解以后形成ＺｒＯ２聚集体，结构中出现封闭气孔可能与ＺｒＯ２聚集体有密切关系。加入ＭｇＣｌ２·６Ｈ２Ｏ后锆莫来石材料显微结构的主要特征：ＺｒＯ２有聚集体和均匀分布两种赋存形式；封闭气孔一般与ＺｒＯ２聚集体相邻。     

镁橄榄石/堇青石复相陶瓷性能的研究

为确保起着信号发射、接收、调制等作用的微波天线系统在高温环境能有效工作,其陶瓷基部分要求低介电常数、低损耗、热膨胀系数与金属相匹配,在高温下能有效工作。镁橄榄石瓷具有低的介电常数和介质损耗,但热膨胀系数较大,采用热膨胀系数低的堇青石瓷进行复合,制备镁橄榄石/堇青石复相陶瓷,期望两者在介电性能和热膨胀性能上能够互补,满足耐高温天线材料的要求。     

层状复合陶瓷增韧机理和制备工艺的研究

层状复合陶瓷具有显著的增韧效果 ,其独特的层状结构为陶瓷材料的设计和制备工艺技术提出了新的研究课题 ,成为当前陶瓷增韧技术研究的热点。本文综合评述了层状复合陶瓷的增韧机理 ,分析了层状复合陶瓷的结构设计因素 ,对其成型制备工艺进行了归纳和评述 ,提出了层状复合陶瓷研究和应用中尚待解决的一些工艺技术问题和进一步研究的方向