堇青石基微晶玻璃掺杂TiO_2的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备堇青石基微晶玻璃,通过考察不同的TiO_2掺杂量和煅烧温度,利用XRD、SEM进行表征,分析堇青石基微晶玻璃晶相的变化趋势。结果表明,当煅烧温度为1 200℃,TiO_2掺杂量为4%时,堇青石结晶度达到最大值,为92.76%。     

堇青石基微晶玻璃的热膨胀行为

研究了加TiO_2的富镁堇青石组成微晶玻璃的热膨胀行为。这种微晶玻璃中含有大量晶体和极少量的玻璃相。其中主要晶相是堇青石。此外,还有金红石与镁铝钛酸盐固溶体。在晶化处理的冷却过程中由于晶体具有热膨胀的各向异性,在热应力的作用下在微晶玻璃内部生成了微裂纹。借助于应力计算公式描述了微裂纹生成的原因。这种微裂纹可以用膨胀仪测得的加热-冷却曲线间的回线来加以描述。实验指出微裂纹的增量与实验温度间有一函数关系,可用经验公式y=ae~(bx)表示。最后通过扫描电子显微镜观察,分析指出了微裂纹存在的位置与大小。     

堇青石基微晶玻璃的制备方法及性能控制

简要叙述了堇青石基微晶玻璃的主要制备方法。并以熔融法为主，对本系统微晶玻璃的性能控制工艺，如组成设计、热处理、退火工艺等进行了综述。     

粉体烧结法制备堇青石基微晶玻璃的研究

以MgO-Al2O3-SiO2系玻璃为研究对象,用铅硅玻璃作为烧结助剂,采用粉体烧结法制备堇青石基微晶玻璃,研究了烧结微晶玻璃的形成过程,铅硅玻璃在烧结中的作用及对烧结样品密度的影响,结果表明：铅硅玻璃的加入,促进了微晶玻璃的烧结致密化,烧结样品的密度随着铅硅玻璃加入量的增加而变大。     

堇青石基微晶玻璃内微裂纹的生成

应用膨胀长度变化、X射线衍射、电子显微镜及光学显微镜等实验技术研究了接近堇青石组分、内含11wt％TiO_2的玻璃的晶化过程,探讨了该微晶玻璃内微裂纹的生成机理。同一成分的玻璃,经不同的预热处理,会引起晶化过程中亚稳相的数量及堇青石析出的分布状态的不同,从而影响了该微晶玻璃内微裂纹的生成。含有大量微裂纹的堇青石微晶玻璃具有优良的热震性。     

煤矸石制备堇青石微晶玻璃的研究

以煤矸石、工业氧化铝、菱镁矿、SiO2为原料,以TiO2为晶核剂,采用粉末烧结法制备了堇青石微晶玻璃.主要工艺过程是制定基础玻璃配方、玻璃的熔融和基础玻璃的不同热处理工艺.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了材料的物相组成和显微结构.800℃下核化时间对物相的形成没有明显影响,最佳的热处理工艺为:核化时间3h,核化温度800 ℃;晶化时间4h,晶化温度1200℃.     

烧结法堇青石微晶玻璃的研制

实验利用廉价的工业原料氧化铝、滑石、粘土等,加入少量添加剂和晶核剂TiO2,采用粉末烧结法制备出了具有低的介电常数、低的热膨胀系数和高的抗折强度等优良性能的MgO-A l2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃。样品最佳热处理制度为:核化780℃,保温2h,晶化990℃,保温2h,升温速率3℃/m in。样品析出主晶相为α-堇青石,伴有少量镁橄榄石(Mg2SiO4)、镁铝钛酸盐(MAT)和金红石(TiO2)次晶相。     

镁铝硅系堇青石基微晶玻璃的制备及性能研究

采用高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2 (MAS)系堇青石基微晶玻璃.借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及热膨胀系数仪研究了晶化热处理工艺、MgO/Al2O3质量比以及晶核剂种类(TiO2/ZrO2)与含量对MAS系堇青石基微晶玻璃理化性能和晶化特性的影响.结果表明:在核化温度750℃、保温时间1h,晶化温度1050℃、保温时间2.5h,升温速率5 ℃/min时,微晶玻璃中堇青石含量最高,析晶性能最好;当MgO/Al2O3质量比为1左右时,在30 ～ 700℃温度范围内,平均热膨胀系数最小,在4.4 ～4.8×10-6K-1范围内可调;TiO2是MAS系堇青石基微晶玻璃的有效晶核剂,而ZrO2的加入并不利于基础玻璃的晶化.     

堇青石基复相微晶玻璃的性能预测与组分优化

依据单纯形格子点设计,利用堇青石基质玻璃,低膨胀硼硅酸盐玻璃,熔融石英三种原料组分通过烧结法制备了堇青石基复相微晶玻璃,建立回归模型,并对其吸水率和热膨胀性能进行测试。结果表明：所建模型准确度高,可以准确地预测微晶玻璃的性能;在微晶玻璃单性能下优化时,通过指定性能可以确定原料组分;在双性能下优化时,通过指定的性能范围可以确定原料组分的区域。同理对于多性能,通过性能区域叠加,也可以确定原料组分的组成范围。在双性能优化的区域范围内,选择了一点进行验证实验,证明了实验的可靠性;该研究能给其他研究提供一个借鉴。     

粉煤灰堇青石多孔微晶玻璃的初步研究

以粉煤灰为主要原料，成功合成了堇青石微晶玻璃。XRD分析表明堇青石是材料中的主要晶相。EPMA的分析结果表明合成的微晶玻璃中，堇青石晶粒细小均匀，含量达到80％，它们与玻璃相交织成浸染状，两者均匀分布。该陶瓷抗热震发良好，1200℃－28℃水淬火循环37次不破裂。     

添加氧化铈对堇青石基微晶玻璃的烧结和性能的影响

采用X射线衍射、扫描电镜和差热分析等手段研究了稀土氧化铈对由熔融淬冷法制备的非化学计量组成的堇青石基微晶玻璃的相变、烧结特性和性能的影响。研究结果表明：添加氧化铈能够明显抑制μ-堇青石相的形成和促进μ-堇青石向α-堇青石的转变。氧化铈的加入降低了微晶玻璃的烧结活化能和堇青石微晶玻璃的烧结温度,添加氧化铈质量分数为4％的微晶玻璃的μ-堇青石转变为α-堇青石的最低温度约为900℃,此时烧结样品几乎完全致密化,但氧化铈加入量太多将会阻止微晶玻璃的烧结和晶化。微晶玻璃的抗折强度随氧化铈含量的增加而增加,当氧化铈为4％时样品的抗折强度达到最大值。微晶玻璃的热膨胀系数随着氧化铈含量的增加变化不大。该微晶玻璃可望应用于微电子封装领域,能够与高导电率、低成本的金属如铜、银／钯低温共烧制成电子基板材料。     

低热膨胀系数堇青石微晶玻璃的制备

采用传统熔体冷却法制备了Mg O-A1_2O_3-Si O_2玻璃,并通过热处理进一步获得了堇青石基微晶玻璃。探索了Zr O_2/Ti O_2复合成核剂及热处理制度对微晶玻璃析晶性能及热膨胀系数的影响规律。结果表明,Mg O-A1_2O_3-Si O_2体系有较强的表面析晶倾向,晶核剂的加入能降低析晶温度,同时有利于诱导样品发生均匀析晶,并能促进低温型堇青石相向膨胀系数更低的高温型堇青石相转变,有利于降低堇青石微晶玻璃材料的膨胀系数。在复合晶核剂作用下,当析晶温度为1050℃,保温时间为60 min时,可获得最低热膨胀系数为1.03×10~(-6)/℃的堇青石微晶玻璃材料。     

堇青石基玻璃陶瓷研究进展

介绍了制备堇青石基玻璃陶瓷的三种方法:熔融法、烧结法和溶胶-凝胶法,综述了玻璃组成、添加剂和晶核剂对堇青石基玻璃陶瓷的烧结特性及性能的影响,并对其未来的发展进行了展望.     

珍珠岩制备单一α-堇青石微晶玻璃及其性能

以珍珠岩为主要原料制备了单相α-堇青石微晶玻璃.采用DSC、XRD及FESEM分别研究了微晶玻璃的烧结和晶化行为、晶相组成及显微结构.探讨了烧结温度和SiO2含量对微晶玻璃晶相、显微结构及性能的影响.结果表明,随着烧结温度升高,微晶玻璃中μ-堇青石逐渐减少并转变成α-堇青石,微晶玻璃的孔隙率减少.随着SiO2含量升高,α-堇青石晶相析出温度先降低后增高,微晶玻璃的密度及抗折强度先增大后减小,介电性能变差.当Mg∶Al∶Si=2∶2∶5.95时经900 ℃烧结6 h制得单一α-堇青石微晶玻璃,并具有高抗折强度(116 MPa),低介电常数(5.72,10 MHz),低介电损耗(0.0059,10 MHz),与Si相匹配的热膨胀系数(2.91×10-6 K-1),可以用作低温共烧陶瓷材料.     

TiO2对堇青石基微晶玻璃的分相与晶化的影响

采用Ｘ射线衍射分析、透射电镜、扫描电镜差热分析等测试技术、研究了ＴｉＯ２在ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系堇青石基玻璃晶化过程中的作用。发现ＴｉＯ２的加入,改变了系统析出初晶相的类型,降低了析晶活化能,促进了玻璃的整体折晶。而且ＴｉＯ２的引入,还有利于玻璃的分相,进一步促进了系统的核化和晶倾无ＴｉＯ２引入的情况下,同一组成的ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系玻璃为表面析晶。     

堇青石微晶玻璃内初晶相含量的测定

用X射线衍射仪测定玻璃晶化过程中非晶相散射峰强度的变化,以它来计算堇青石基微晶玻璃内的晶相含量,由此探讨了低温预处理对堇青石基玻璃初晶相析出量的影响。     

堇青石基玻璃陶瓷的制备与展望

介绍了制备堇青石基玻璃陶瓷的三种方法 :熔融法、烧结性和溶胶—凝胶法 ,综述了玻璃组成、添加剂和晶核剂对堇青石基玻璃陶瓷的烧结特性及性能的影响 ,并对其未来的发展进行了展望     

堇青石微晶玻璃结合碳化硅复相陶瓷材料的制备

以MgO-Al_2O_3-SiO_2(MAS)系玻璃作为高温结合剂,经1430℃×2 h的烧成和1350℃×2 h的热处理,制备了堇青石微晶玻璃结合碳化硅复相陶瓷材料,并利用XRD和SEM等测试方法研究了烧成温度和微晶玻璃的化学组成对复相陶瓷的组成、结构及性能的影响。结果表明,经1430℃烧成MAS系玻璃可形成液相包裹SiC颗粒,起到填充气孔的作用,再经1350℃保温2 h热处理可使玻璃中析出呈团簇状且粒径小于1μm的堇青石微晶。提高烧成温度至1470℃导致SiC剧烈氧化和方石英的析出,不利于材料的热膨胀性能。适当提高玻璃中MgO的含量有利于堇青石的析出和热膨胀系数的降低,其中,经1430℃烧成SC-A2配方样品的热膨胀系数最低,为5.2×10~(-6)·℃~(-1)。     

堇青石基玻璃陶瓷的制备与展望

介绍了制备堇青石基玻璃陶瓷的三种方法：熔融法、烧结法和溶胶-凝胶法，综述了玻璃组成、添加剂和成核剂对堇青石基玻璃陶瓷的烧结及性能的影响，并对其未来的发展进行了展望。