溶胶-凝胶法制备硼硅玻璃掺杂BST陶瓷的研究

研究了Si-B-O系玻璃掺杂对钛酸锶钡(BST)陶瓷的相结构和介电性能的影响.实验结果表明,当x(SiO_2)＞10%时,Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷易出现杂相,即Ba_2TiSi_2O_8相.x(SiO_2)≤10%,Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷粉体的相结构为立方钙钛矿相结构,其合成温度大于等于600 ℃,不存在第二相. Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷的烧结温度低于传统工艺.Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷的显微结构呈细晶结构(晶粒尺寸＜1 μm).随玻璃含量的增加,Si-B-O系玻璃掺杂BST陶瓷介电常数ε降低,介电峰变低,平坦,峰形宽化,介电损耗降低,居里温度TC向低温移动.     

AIN／SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3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εr(3.5～4.8)和tan δ[(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)×1-6·K-1],适用于低温共烧基板材料.     

AlN/SiO2-B2O3-ZnO-Bi2O3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。     

La2O3-B2O3玻璃添加对Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷结构及性能影响

利用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段研究了添加La2O3-B2O3玻璃作为烧结助剂的Zn0.5Ti0.5NbO4微波介质陶瓷在低温烧结过程中的结构及微波介电性能变化。实验结果表明,适当的La2O3-B2O3玻璃添加不会影响Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的相组成。添加质量分数2%的La2O3-B2O3烧结助剂有助于在烧结过程中形成液相,液相能有效加速Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的低温烧结过程,实现Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷的致密化。在875℃烧结时,添加质量分数2%La2O3-B2O3玻璃的Zn0.5Ti0.5NbO4陶瓷具有优异的微波介电性能:εr=33.91,Q×f=16579 GHz(f=6.1 GHz),τf=-68.54×10-6/℃。     

三氧化二钕掺杂量对低温烧结BST陶瓷介电性能的影响

采用固相法,研究了Nd2O3掺杂量对ZBS玻璃添加的Ba0.65Sr0.35TiO3(BST)基低温烧结的陶瓷的物相组成、显微结构及介电性能的影响。结果表明:Nd2O3的掺杂并没有改变低温烧结的BST基陶瓷的物相结构,仍为单一钙钛矿结构。随着Nd2O3掺杂量的增大,BST基陶瓷的介电常数先增大然后减小,介质损耗先减小然后增大。当Nd2O3添加质量分数为1.5%,烧结温度为975℃时,BST基陶瓷的综合性能较好,此时相对介电常数为667,介质损耗为0.01,在–30~+85℃容温变化率为–35.2%~14.8%。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃对M-相Li_(1.0)Nb_(0.6)Ti_(0.5)O_3陶瓷低温烧结及微波介电性能的影响

以Li2O-B2O3-SiO2(LBS)玻璃为烧结助剂,研究了掺入LBS玻璃的M-相Li1.0Nb0.6Ti0.5O3(LNT)陶瓷的低温烧结行为及其微波介电特性。研究结果表明,掺入LBS玻璃能有效降低LNT陶瓷的烧结温度,而对LNT陶瓷的微波介电特性影响很小。XRD分析结果表明:在掺入少量LBS玻璃的LNT陶瓷中没有出现第二相。掺杂LBS质量分数为0.75%的LNT陶瓷在875℃烧结0.5 h后获得了优异的微波介电特性:εr=63.26,Q·f=4 821GHz(f=4.432 GHz)。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃掺杂对BZN陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了Li2O-B2O3-Si O2(LBS)玻璃掺杂的(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷,研究了LBS作为烧结助剂对BNZ陶瓷的烧结特性、晶相组成、微观结构以及介电性能的影响。结果表明,添加少量LBS玻璃后的陶瓷试样中没有出现第二相,主晶相仍为立方焦绿石结构。烧结助剂能有效降低BZN陶瓷的烧结温度,当LBS质量分数为0.6%时,陶瓷试样的烧结温度降到900℃,制备的试样具有良好的介电性能:相对介电常数为159,介质损耗为8×10–4(1 MHz)。     

SiO2-Al2O3-PbF2-ZnF2-ErF3玻璃陶瓷的显微结构

氟氧化物玻璃陶瓷综合了传统激光晶体和激光玻璃的优点，是近年来激光材料研究的新热点。我们制备了掺杂Er离子的SiO2-Al2O3-PbF2-ZnF2玻璃陶瓷材料，并对其显微结构进行了初步研究。     

Y_2O_3掺杂超细(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷的研究

通过sol-gel法制得高纯、超细的Ba0.7Sr0.3TiO3粉体。以液相法掺杂MgO、ZnO、Bi2O3,和Y2O3等物质,得到平均粒径为50nm左右的混合粉体,制备出超细晶BST电容器陶瓷。分析了掺杂Y2O3对BST电容器陶瓷介电性能和显微结构的影响。结果表明:适量的Y2O3掺杂能够明显改善陶瓷介电性能,当w(Y2O3)为0.75%,烧结温度为1200℃时,得到了εr为2538,tanδ为0.006,耐压强度为5.83×103V/mm的BST电容器陶瓷。     

Er3+掺杂对PbF2·SiO2玻璃陶瓷晶粒结构的影响

玻璃陶瓷是玻璃相通过部分晶化而得,是玻璃和晶体的复合体;通过控制晶化过程,可得到透明的玻璃陶瓷。稀土掺杂的透明玻璃陶瓷是一种很有前途的发光材料。本文报道Er3+掺杂对PbF2·SiO2透明玻璃陶瓷晶粒结构的影响。用Pb(AC)2·3H2O、Er(AC)3、TFA、TEOS等为原料,CH3COOH为水解催化剂,采用溶胶-凝胶法及后续热处理[1、2]制备出了xErF3-5PbF2-95SiO2(mol%,x=0,0·5)透明玻璃陶瓷。用JEM-2010型透射电镜(TEM)观察两种样品的显微结构。未掺杂Er3+(x=0)样品的TEM形貌像及其选区电子衍射如图1所示。电子衍射分析表明图中黑色球状…     

可伐合金封接用Li_2O-Al_2O_3-ZnO-SiO_2微晶玻璃研究

使用烧结法制备了Li2O-Al2O3-ZnO-SiO2微晶玻璃,利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等测试分析方法,对其析晶和封接特性进行了研究。结果表明,晶化温度低于800℃时,微晶玻璃主晶相为ZnAl2O4,晶体大小为0.5μm;晶化温度高于800℃时,析出晶体为ZnAl2O4和LiAlSi2O6纳米晶。该微晶玻璃具有与可伐合金相似的线膨胀系数,当加热温度达到980℃时,即可用于封接可伐合金;封接后的接口呈乳白色,外观良好,气密性和绝缘电阻均达到行业标准。     

CAS/SBN50玻璃陶瓷的物相分析

对烧结法制备的CaO-Al2O3-SiO2(CAS)/Sr0.5Ba0.5Nb2O6(SBN50)玻璃陶瓷的烧结特性、物相演变和介电性能进行了研究。结果表明:SBN50含量(质量分数)达到90%时,则完全形成四方钨青铜SBN相。烧结温度提高,明显加剧CAS玻璃与SBN50陶瓷之间的固溶反应。同时,CAS/SBN50玻璃陶瓷的εr随SBN50含量的增大而增大,10kHz时,从CAS玻璃的5.3显著提高到10%CAS/90%SBN50玻璃陶瓷的750.5。     

复合助烧剂对CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2陶瓷低温烧结和性能的影响

采用传统固相反应法制备了CaO-BaO-Li_2O-Sm_2O_3-TiO_2(CBLST)陶瓷。研究了复合添加BaCu(B_2O_5)(BCB)和Li_2O-B_2O_3-SiO_2(LBS)对CBLST陶瓷的烧结特性、微观组织、相组成及介电性能的影响。结果表明:添加质量分数w(BCB)=60%和w(LBS)=0.5%～5.0%的CBLST陶瓷的相组成未改变,仍为正交钙钛矿相和BaSm_2Ti_4o_(12)(BST)相。通过添加w(BCB)=6.0%和w(LBS)=0.5%,可以使CBLST陶瓷的烧结温度从1325℃降到1050℃,并且在1050℃烧结2h的CBLST陶瓷介电性能优良:ε_r=81.9,tanδ=0.0062,τ_f=–3.75×10~(–6)/℃,其tanδ比纯CBLST陶瓷的tanδ(0.016)明显降低。     

溅射工艺参数对BST薄膜介电常数的影响

采用射频磁控溅射法在ITO玻璃基片上制备了约700nm的Ba0.5Sr0.5Ti03(BST)薄膜。研究了溅射功率、气压、ψ[O2/(Ar+O2)]比和基片温度对εr的影响,获得各种溅射条件下的薄膜的εr为250~310。提出了较优的工艺,即本底真空1.5×10–3Pa、靶基距6.2cm、功率300W、气压1.8Pa、ψ[O2/(Ar+O2)]为30%和衬底温度500℃,并研究了薄膜的晶相、组成和形貌。     

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。     

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。     

低温烧结BaxSr1-xTiO3玻璃陶瓷

采用溶胶–凝胶法制备出均匀的Ba-Sr-Ti-Pb-B-Si-O凝胶玻璃,通过适当的热处理,原位析出BaxSr1-xTiO3(BST)微晶,同时在一定温度下获得Pb-B-Si-O玻璃相。玻璃相的存在降低了BST玻璃陶瓷的烧结温度:烧结温度在1 000℃以下,体积密度达到理论密度的90%以上。由于Pb2+取代了Ba2+、Sr2+,形成PbTiO3,导致了BST玻璃陶瓷的居里温度向高温方向移动。     

铌酸锶钡铁电微晶玻璃的制备与性能研究

采用烧结法制备了Sr0.5Ba0.5Nb2O6(SBN)铁电微晶玻璃,并对其结构、介电性能进行表征。结果表明,随SBN含量的增加,主晶相从石英转变成焦绿石相CaNb2O6,最终转变成钨青铜相铌酸锶钡;同时,εr逐渐升高。经900℃/2 h+1250℃/2h烧结的10%玻璃和90%SBN(质量分数)组成的样品在85℃附近存在一个明显的弥散介电峰,其峰值对应的温度随频率的增加而升高,为典型的弛豫铁电相变。室温下,其εr高达947(1kHz)。