BaO含量对K2O-B2O3-SiO2-Al2O3低温烧结材料性能的影响

在不添加熔融玻璃的情况下,采用一次预烧法制备了低温烧结的K_2O-B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3复合材料,并系统地讨论了BaO含量对复合材料微观结构、物相组成、介电性能、弯曲强度和热膨胀系数的影响。X射线衍射结果表明复合材料的主晶相为石英相,次晶相为氧化铝相。除此之外,研究结果表明调整BaO含量有利于获得良好的烧结性能。当BaO质量分数为5%时,在850℃烧结的复合材料在14 GHz下的相对介电常数(ε_r)为5.42,介电损耗为3.6×10~(-3),热膨胀系数(TEC)为8.4×10~(-6)/℃,弯曲强度为158 MPa。这为制备新型的LTCC材料提供了一种有效的方法,具有广阔的应用前景。     

表面析晶对熔融石英微波介电性能的影响

采用传统固相烧结法制备了熔融石英微波介质材料,研究了表面析晶对材料物相组成、表面形貌及微波介电性能的影响。结果表明:材料从1 250℃开始析出方石英,且其析出量随烧结温度的升高而增多。当烧结温度低于1 300℃时,方石英析出量较少,表面析晶对材料微波介电性能影响不大,其介电性能主要随体积密度的增加而提高;而烧结温度超过1 300℃后,方石英析出量显著增加,引起材料内应力增大,使其表层裂纹加深甚至剥落,导致材料性能下降。经1 300℃烧结3 h所制材料具有最佳的微波介电性能。     

ZnO取代BaO的钡硼硅微晶玻璃的性能与机理研究

采用固相合成法制备高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料,研究了不同质量分数的ZnO等量取代BaOB2O3-SiO2体系中BaO后对钡硼硅系微晶玻璃的热学、力学和电学性能影响,并结合XRD、SEM微观分析对其进行机理研究。结果表明,当ZnO的质量分数小于3%时,随着ZnO含量增加,能促进玻璃析晶,且石英晶相转变为方石英晶相的含量开始减少,瓷体更致密,抗弯强度增大;但ZnO的质量分数达到5%时,B2O3析出量增加,使液相烧结不完全,玻璃相显著增加,导致该体系微晶玻璃抗弯强度急剧下降,介电损耗增大。     

CaO-BaO-Al2O3红外玻璃的形成及制备

通过添加BaO增加了铝酸钙玻璃的成玻能力,确定了CaO-BaO-Al2O3三元系统的成玻区域:25～45 mol%的Al2O3,45～65 mol%的CaO, 0～18 mol%的BaO,在成玻区域内采用Hruby值研究Al2O3/CaO值和BaO含量对系统成玻能力的影响,发现当Al2O3/CaO值为0.60、BaO含量为8 mol%时,系统的成玻能力最强。以成玻能力最好的56 CaO-8 BaO-36 Al2O3组成为基础,将真空烧结后几乎不含水的玻璃配合料分别在大气环境下、干燥氮气保护以及干燥氮气保护+CCl4搅拌等3种不同的条件下进行熔制,分析玻璃的红外透过光谱和残余水分含量。结果表明:采用干燥氮气保护+CCl4搅拌的方法,7 mm玻璃在2.9 um的透过率接近84%,残余水分含量仅为0.003 7,基本消除了OH-1的影响。     

低介熔融石英陶瓷制备及其介电性能研究

利用固相合成法,以未掺杂的熔融石英砂为基础原料,通过快速升温、短时保温的烧结工艺制备出了具有极低介电常数的熔融石英陶瓷材料。研究了不同烧结温度对材料的烧结特性及介电性能的影响。结果表明:在1 150℃烧结1 h制得的材料,具有较好的性能,其最大相对密度为99%,εr=3.4,tanδ=6.86×10–4(1 MHz),Q.f=12 000 GHz(10 GHz)。     

BaO—TiO2—Sm2O3系陶瓷结构与介电性能研究

研究了BaO-TiO2-Sm2O3(BTS）系材料的结构和介电性能。实验结果证明：在富TiO2区的BTS系中,随着BaO/Sm2O摩尔比的增加,材料的介电常数ε和介电常数的温度系数αε发生变化,XRD分析证明这是因为材料的主晶相发生变化所致。当BaO/Sm2O3＝1．33时,可获得具有超低损耗的热稳定微波陶瓷材料,其主晶相为BaSm2Ti4O12。     

石英光纤紫外传输性能的研究

对石英光纤紫外传输特性进行了研究和分析,提出一种石英紫外传输光纤的设计,并利用等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺进行了光纤的制备.通过对光纤各项性能的测试和对比分析,总结了在石英光纤中掺杂材料组分对光纤紫外传输性能的影响,为研究高性能的石英系紫外传输光纤提供了依据.     

Cr含量对CuCr触头材料性能的影响

研究了ＣｕＣｒ触头材料中Ｃｒ含量对其性能的影响，结果表明，当Ｃｒ含量相对较低时，ＣｕＣｒ触头具有较大的分断能力。     

石英玻璃管的高温软化性能研究

本文对用于制备光纤的石英玻璃管的高温软化性能进行了研究。用高温显微镜观察了不同样品的高温变化状态,测定了金属杂质和OH基含量。文中还详细讨论了影响石英玻璃软化性能的因素,提出了改进国产石英玻璃管质量的建议。     

BaO·Nd2O3·TiO2-(Zr0.8Sn0.2)TiO4复合系统微波介质材料的研究

研究了BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系的烧结性能、微观结构、相组成和微波介电性能。结果表明,BaO.Nd2O3.Ti O2-(Zr0.8Sn0.2)Ti O4复合体系可在1 200~1 260℃范围内烧结出致密的微波介质陶瓷材料,其相组成由BaO.Nd2O3.4Ti O2、BaO.Nd2O3.5Ti O2、Nd2Ti2O7、(Zr0.8Sn0.2)Ti O4及未知新相组成,而(Zr0.8Sn0.2)Ti O4由单一晶相组成;复合体系的介电常数、介电损耗、频率温度系数同复合系统各相的配比有关,其中介电常数、频率温度系数基本符合理论计算值而介电损耗则高于理论值;复合系统中出现未知相具有高介电常数、高介电损耗的特征。     

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。     

Y2O3含量对热压烧结AIN-玻璃碳复相材料性能的影响

采用热压烧结工艺,以氮化铝和玻璃碳为原料、Y2O3作烧结助剂,在氮气氛下烧结制备AIN一玻璃碳复相材料。研究了烧结助剂含量对复相材料的烧结性能、相组成、显微结构、力学性能以及热导率的影响。结果表明：随着Y2O3含量的增加,试样的体积密度逐渐增大,气孔率稍微减小。Y2O3与A1N表面的Al2O3反应生成Y3A13O12,且生成的Y3Al5O12进一步与Y2O3反应生成YAl03。随着Y2O3含量的增加,玻璃碳与氮化铝晶粒之间的结合强度增大,材料的抗弯强度逐渐降低,断裂韧性逐渐减小。当Y2O3含量为3％（质量比）时,试样的抗弯强度最高为459.7MPa,断裂韧性最大为4.38;当Y2O3的含量为7％时,试样的热导率达到最大为103.7W·m。·K-1。     

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。     

SiO2含量对PTFE/SiO2复合材料性能的影响

采用类似于粉末冶金工艺,制备了无定形SiO2填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,并对其进行了热、介电性能测试和SEM分析表征。系统研究了(1-x)PTFE-xSiO2(x为质量比)复合介质材料中,不同x值(x=0.35,0.40,0.45,0.50,0.55)对材料结构和性能的影响。结果表明,复合材料的密度随着SiO2含量的增加而减少,吸水率、热膨胀系数、介电常数和介电损耗随着SiO2含量的增加而增加。当SiO2质量分数为50%时,PTFE能很好地在SiO2表面形成一层包覆层,此时复合材料具有合适的热膨胀系数(17μ℃-1)、介电常数(2.74)和低介电损耗(0.002)。     

宽温区热释电陶瓷的复合烧结法与性能研究

富锆型PZT陶瓷在室温附近发生低温铁电三方相到高温铁电三方相的相变(FRL-FRH)相变并产生很大的热释电系数,相变过程中介电常数和损耗变化很小,相变温区很窄,相变温度随锆钛比的不同而不同。该文选取锆钛比为95/5和93.5/6.5的Mn掺杂PZT材料进行复合烧结,以期展宽相变温区。实验结果表明,两种初始原料1 100℃预处理后按照质量比1∶1进行复合烧结,相变温区得到了有效的展宽,在19～43℃内热释电系数p大于6.3×10-8 C/(cm2.℃),探测率优值FD大于7.7×10-5 Pa-1/2。通过对热释电、介电和铁电性能的综合研究,发现复合烧结在优化PZT陶瓷热释电性能的同时优化了其介电和铁电性能。     

高导热金刚石/玻璃复合材料的制备和性能研究

首先对金刚石颗粒进行化学镀Cu,并控制氧化,从而在金刚石颗粒表面获得Cu-Cu2O复合结构。然后,在800℃无压烧结制备了金刚石/玻璃复合材料,观察了其表面和界面形貌,并测定了其相对密度和热导率。结果表明,通过对镀Cu金刚石的控制氧化,明显改善了玻璃对金刚石颗粒表面的润湿性,避免了玻璃对金刚石颗粒表面的侵蚀,提高了复合材料的热导率;复合材料的热导率随金刚石含量的增加而增加,当金刚石质量分数为70%时,热导率最高达到了14.420W/(m·K)。     

钛酸钡纳米粉体的共沉淀法合成与研究

采用TiCl4和BaCl2·2H2O原料,以正丁醇为分散剂,NH4HCO3和NH3·H2O作为沉淀剂合成钛酸钡前驱体,在900 ℃煅烧制备分散性良好的钛酸钡纳米粉体.利用XRD、透射电镜(TEM)和 SEM等手段分析了反应温度、TiCl4浓度、分散剂掺杂量等反应参数对粉体的晶相组成、晶粒度、形貌等的影响,并且测试了相应陶瓷烧结体的介电常数.结果表明,反应温度为900 ℃,TiCl4浓度为0.6 mol/L,分散剂用量为3‰条件下,保温2 h可制备高分散性的纳米级粉体.用以上方法制备的粉体烧结而成的陶瓷片介电常数约为3 400.     

BTNT系陶瓷的微波特性研究

研究了BaO-TiO2-Nd2O3-Ta2O5(BTNT)系陶瓷材料的结构和微波特性，实验结果证明：五种组分的BTNT系材料具有钨青铜结构，用此类材料研制的微波单片陶瓷电容器（SLC）具有良好的高频和微波特性。     

磁控溅射法制备Bi2Te3热电薄膜的研究

Bi2Te3薄膜是室温下热电性能最好的热电材料,利用磁控溅射在长有一薄层SiO2的n型硅样品上制备Bi/Te多层复合薄膜,经后续退火处理生成Bi2Te3。通过分析Bi2Te3薄膜的生长和退火工艺,探讨Bi/Te中Te的原子数分数对薄膜热电性能的影响。采用XRD和SEM对薄膜的结构、形貌和成分进行分析,并测量不同条件下的Seebeck系数。薄膜Seebeck系数均为负数,表明所制备样品是n型半导体薄膜,且最大值达到-76.81μV.K-1;电阻率ρ随Te的原子数分数增大而增大,其趋势先缓慢后迅速。Bi2Te3薄膜的热电性能良好,Te的原子数分数是60.52%时,功率因子最大,为1.765×10-4W.K-2.m-1。