以钾长石制备α-堇青石微晶玻璃及其性能研究

以钾长石为主要原料,制备了α-堇青石微晶玻璃。采用差热分析(DSC)、X射线衍射仪(XRD)及场发射扫描电子显微镜(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。探讨了晶化温度对微晶玻璃晶相、显微结构及性能的影响。结果表明,随着温度的升高,微晶玻璃中α-堇青石含量先增加后减小,而微晶玻璃孔隙先变少后增多;微晶玻璃抗折强度(最高达到131 MPa)高,介电常数(最低为4.56,200kHz)及介电损耗(最低为0.030,200kHz)低,晶化温度低于1000℃,可以用作低温共烧陶瓷材料。     

Bi2O3对堇青石基玻璃性能的影响

研究了Bi2O3的掺入量和热处理制度对微晶玻璃的烧结和介电性能的影响.结果表明Bi2O3的加入和提高热处理温度有效促进了堇青石基微晶玻璃的烧结致密化.烧结样品的介电常数和介质损耗因子是由存在的晶体结构和致密化程度所决定的.样品的介质损耗因子随烧结温度的增加而减少,与样品的气孔率变化曲线相似.950℃以下,随着温度的增加,样品的介电常数亦增加,与样品的密度变化规律相似.这种材料具有低的介电常数(≈5)、低的介质损耗因子(＜0.2%)和低的烧结温度(约900℃),能够与高导电率的金属如Au,Ag/Pd和Cu共烧,是一种潜在的低温共烧基板材料.     

添加剂和制备工艺对溶胶-凝胶法合成堇青石陶瓷析晶机理的影响

堇青石具有较低的介电常数和低热膨胀系数,被广泛应用在高频电子领域的绝缘材料、集成电路基片及电路模板中.综述了溶胶-凝胶法制备堇青石基介电陶瓷的研究现状,介绍了目前国内外堇青石溶胶-凝胶合成过程中添加剂、制备工艺、烧结制度等因素对其显微结构、力学性能和电性能的影响,探讨了溶胶-凝胶法制备堇青石粉体于低温下的烧结机理与析晶机制.     

AIN-堇青石玻璃复合材料的介电性能

为了研究热压温度和AIN含量对AIN-堇青石玻璃复合材料烧结和介电性能的影响,采用真空热压方法在900～1000℃低温烧结制备AIN-堇青石玻璃复合材料,利用X射线衍射、扫描电镜和阻抗分析仪对复合材料的微结构和介电性能进行了研究,结果表明,随着热压温度的提高,复合材料的相对密度增加,复合材料的介电常数和介电损耗减少;在一定的热压温度下,复合材料的介电常数和介电损耗随着AIN引入量的增加而增加,从复合材料的相组成和结构角度对以上结果予以解释,提高热压温度和增加α-堇青石数量均有利于降低复合材料的介电常数和介电损耗,.制备的复合材料具有低的介电常数(5.6～6.5)和低的介电损耗(≤10-3),有望用于微电子封装领域.     

Cr2O3的添加对MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统微晶玻璃析晶行为的影响

利用DTA、XRD、SEM和TEM等实验手段,研究了Cr2O3的添加对于MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统微晶玻璃析晶行为的影响.同时,通过Ozawa和Kissinger方法计算出系统中α-堇青石的析晶活化能E.研究结果表明,少量Cr2O3的添加并不改变MgO-Al2O3-SiO2-TiO2系统玻璃析出的晶相类型,但是提高了玻璃转化温度Tg,降低了α-堇青石的析晶活化能.由于析晶活化能的降低,促进了α-堇青石的析出,最终获得了一种有实用价值的微波介质材料.该材料在微波频率下(10GHz)的相对介电常数约5.5,介电损耗＜7×10-4.     

AlN-堇青石玻璃复合材料的介电性能

为了研究热压温度和AlN含量对AlN-堇青石玻璃复合材料烧结和介电性能的影响,采用真空热压方法在900~1000℃低温烧结制备AlN-堇青石玻璃复合材料.利用X射线衍射、扫描电镜和阻抗分析仪对复合材料的微结构和介电性能进行了研究.结果表明,随着热压温度的提高,复合材料的相对密度增加,复合材料的介电常数和介电损耗减少;在一定的热压温度下,复合材料的介电常数和介电损耗随着AlN引入量的增加而增加.从复合材料的相组成和结构角度对以上结果予以解释,提高热压温度和增加α-堇青石数量均有利于降低复合材料的介电常数和介电损耗.制备的复合材料具有低的介电常数(5.6~6.5)和低的介电损耗(≤10-3),有望用于微电子封装领域.     

添加铅硅玻璃对烧结堇青石基微晶玻璃性能的影响

研究了铅硅玻璃在堇青石基微晶玻璃烧结中的作用及其添加量对微晶玻璃性能的影响．结果表明：铅硅玻璃的加入可以促进微晶玻璃的烧结致密化;随着铅硅玻璃加入量的增加,烧结样品的介电常数亦增加,且与密度变化曲线相似;微晶玻璃烧结样品的热膨胀系数符合加和性规律．     

基于伴生稀土高岭土制备致密堇青石陶瓷的研究

堇青石具有优良的力学性能,主要用于耐火材料等领域。本研究以天然高岭土矿物粉末为原料,通过成分调整并采用固相烧结法制备了高性能的堇青石陶瓷,利用气孔率、XRD、SEM、维氏硬度、抗弯强度等分析测试方法对堇青石结构和性能进行了表征。研究表明:堇青石陶瓷配比为伴生稀土高岭土80.2wt.%、氧化铝7.6wt.%和氧化镁12.2wt.%,当烧结温度由1 100 ℃提升至1 250 ℃,且原料粒度由100目降至300目,样品中堇青石相含量增加到96.6%,体积密度达到2.51 g/cm³、致密度高达99.8%,维氏硬度上升至11.56 GPa,抗弯强度达到127 MPa,经3次热震循环后,材料的抗弯强度达到150 MPa。综合堇青石材料对硬度、抗弯强度与抗热震性能的要求,其最佳烧结温度为1 200 ℃,且原料粒度越小,堇青石结构与性能越好。     

堇青石基微晶玻璃的研究新进展

堇青石基微晶玻璃所具有的低介电常数、低热膨胀系数、高化学稳定性等一些优异性能,使其成为了电子应用领域的潜质材料。近年来,人们在改善烧结、促进整体析晶以及优化制备工艺等方面均取得了众多成果。综述了近年来国内外研究现状,包括材料性能的改善、晶化行为的研究及新用途的开发等。在此基础上,对前人研究中存在的问题进行了简要分析,最后展望了堇青石基微晶玻璃材料的发展趋势。     

CBS玻璃/堇青石陶瓷复合材料制备与性能

采用电子陶瓷工艺制备了一系列钙硼硅玻璃／堇青石陶瓷复合材料，堇青石含量分别为50％，60％，70％和80％（质量分数）。对复合材料进行了X射线衍射分析、扫描电镜（SEM）观察和性能测试。结果表明：复合材料的介电常数和热膨胀系数随陶瓷含量的增加而减小，显微硬度随陶瓷含量的增加而增加。堇青石的加入抑制了钙硼硅玻璃中石英的析出，并生成了新相钙长石，其数量随堇青石和烧结温度的增加而增加，但它没有恶化复合材料的物理性能。所制得的复合材料具有高的相对密度（≥96％）、低的介电常数（～6）、低的介电损耗（0.3％～0．5％）、低的热膨胀系数（4．2×10^-6℃^-1～5．2×10^-6℃^-1）和低的烧结温度（≤950℃），有望用作介电材料和基板材料。     

堇青石质多孔陶瓷的制备与应用现状

概述了堇青石质多孔陶瓷的特点及研究现状,系统介绍了堇青石质多孔陶瓷在催化剂载体材料、过滤分离材料、耐火材料以及电子器件材料等方面的最新研究进展,总结了堇青石质多孔陶瓷的制备方法,并展望了堇青石质多孔陶瓷研究的发展趋势。     

煤矸石制备堇青石蜂窝陶瓷载体的研究

以潞安煤矸石为主要原料,辅以少量工业菱镁矿、滑石和成型助剂,制备出堇青石蜂窝陶瓷。用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别表征了蜂窝陶瓷的物相组成和显微结构。结果表明样品由片状晶相和大量微孔组成,晶相主要为堇青石。考察了各影响因素对蜂窝陶瓷性能的影响,实验表明当总含液量约为30%、陈腐时间24h,煅烧温度1200～1300℃下保温4～6h时,蜂窝陶瓷载体的成型效果及性能较优。     

脱脂工艺对光固化3D打印堇青石陶瓷性能的影响

光固化3D打印是制造高度复杂结构陶瓷的一种有效方法。打印的样件需要经历脱脂和烧结等热处理才能成为可用的陶瓷件, 脱脂工艺对打印件性能影响巨大。本工作通过研究脱脂工艺对DLP光固化3D打印制备的堇青石陶瓷性能的影响规律, 建立缺陷抑制策略。比较并分析了脱脂气氛和升温速率对陶瓷样件的表面裂纹和元素分布状态的影响, 还对比进一步烧结后样件显微组织、尺寸收缩率、相对密度和弯曲强度等性能。研究发现脱脂气氛对样件各性能影响最大, 使用氩气脱脂可显著降低表面裂纹, 提高相对密度与弯曲强度; 并确定最佳升温速率为1 ℃/min。最终获得表面完整无裂纹且相对密度为(94.6±0.3)%, 弯曲强度为(94.3±3.2) MPa的堇青石陶瓷样件。本研究为光固化3D打印堇青石陶瓷的无缺陷制造与应用提供了科学依据与技术参考。     

溶胶-凝胶法制备堇青石粉体的固相反应过程和烧结性的研究

将TEOS,镁铝硝酸盐以及一定量的尿素溶于乙醇-水溶液。100℃水浴加热形成凝胶。凝胶干燥后,高温煅烧可得到一种镁铝硅复合氧化物粉体。对在不同温度下煅烧的粉体和1350℃烧结的样品进行X射线衍射分析,发现在煅烧过程中,基体形态经历了从无定形态向晶态α-堇青石的转化过程,并伴随有μ-堇青石相,镁铝尖晶石相和β-石英固溶体的出现和消失。1350℃烧结的样品全部为α-堇青石相,烧结致密度最高达99.5％。以扫描电镜观察该样品的表面形貌,可看出其晶粒呈薄片状。并对纯堇青石的致密化烧结过程进行了探讨。     

La3+掺杂对堇青石陶瓷的相组成和性能的影响

为了获得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石质耐火材料,用X射线衍射仪,差热分析仪等手段研究了由溶胶-凝胶法（Mg盐、Al盐和正硅酸乙酯按堇青石化学计量比配制）制备堇青石陶瓷时,添加La^3＋对堇青石陶瓷相组成和性能的影响,分析了La^3＋在烧结过程中的作用机理。试验表明,随着烧结温度的提高,La^3＋含量的增加,该陶瓷的致密度、弯曲强度逐渐提高,而气孔率逐渐下降。适量添加La^3＋（质量分数为4％～6％）,显著降低中间相（尖晶石、方石英等）的含量。La^3＋的作用主要是作为烧结助剂,降低烧结温度,提高致密度。     

高温除尘用堇青石陶瓷支撑体的制备研究

以廉价的工业级堇青石粉体为原料,分别采用粒径为5,10,15,20μm的聚苯乙烯微球为造孔剂,通过挤压成型和高温固相反应法制备了堇青石支撑体。探究了不同造孔剂粒径及不同烧结温度对支撑体基本性能的影响,并用XRD和SEM技术对样品的物相组成和断面形貌进行了表征。研究结果表明,造孔径粒径越大材料内部孔径分布越宽、支撑体开孔率及空气渗透速率越高而抗压强度及耐酸腐蚀性越小;过高的烧结温度会促进烧结液相的产生,降低材料孔隙率及空气渗透速率,当烧结温度为1 300℃,添加粒径为10μm的造孔剂时可制备出开孔率为54.12%,抗压强度为8.25 MPa,空气渗透速率为7.62 m~3/(h·Pa·m~2),耐酸腐蚀率为99.59%的堇青石陶瓷支撑体。     

SiO2-MgO-Al2 O3-F系玻璃陶瓷的析晶

本文应用TEM,XRD和EDAX等技术,系统研究了SiO2-MgO-Al2O3-F系玻璃陶瓷的析晶过程.结果表明:在玻璃熔体的冷却过程中,由于弛豫作用而形成晶核,在随后的热处理过程中,中间相Mg2FB3和KAlSiO4以此核为中心析出;氟的存在促进了晶体的整体析出,而主晶相氟金云母在中间相的晶界处形核长大.     

溶胶-凝胶法制备堇青石粉体的研究

以正硅酸乙脂(TEOS)、硝酸铝(Al(NO_3)_3·9H_2O)和硝酸镁(Mg(NO_3)_2·6H_2O)为原料,无水乙醇为溶剂,尿素为沉淀剂,硝酸为催化剂,制备了乳白色透明的堇青石凝胶,经不同温度热处理得到粉体。采用XRD、SEM、IR对样品进行测试。结果表明,采用溶胶-凝胶法,在m(硝酸镁):m(硝酸铝):m(TEOS)=1:2.93:2.03、pH=2、热处理温度为1250℃时制备出α-堇青石粉体。     

Ti4+固溶堇青石的制备、结构和红外辐射性能的研究

采用固相反应法制备了名义组成为Mg2(1-x)Ti2xAl4(1 x)Si(5-4x)O18(x=0、0.1)的堇青石体系红外辐射材料, 采用XRD、IR、29Si MAS NMR等方法研究了材料的结构,并考查了 Ti4 固溶及合成温度对材料红外辐射性能的影响。研究结果表明样品中形成以α 堇青石为主体的晶体结构。Ti4 的固溶使 T1(与[MgO6]八面体一起在六元环之间起连接作用的四面体)和T2(组成六元环结构的四面体)四面体上 Al、Si分布的有序度提高, 引起α 堇青石晶格畸变,增强了晶格振动的非简谐效应,从而提高了样品的红外辐射性能。合成温度的提高有利于 Ti4 固溶堇青石的充分形成和红外辐射性能的改善。合成温度为1420℃时,样品的法向全波段的辐射率达到 0.89,在 8~14μm波段范围内的辐射率达到0.90~0.94。     

以硅藻土为硅源制备SiC/堇青石复合多孔陶瓷的性能研究

以硅藻土为主要硅源,同时配合SiC、Al_2O_3、滑石粉末为主要原料,通过反应烧结技术制备SiC/堇青石复相多孔陶瓷,研究了不同原料配比对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的相组成、显微结构、抗弯强度、气孔率的影响,同时在得出最优配比组的基础上,研究石墨造孔剂的含量、碳化硅颗粒粒径、孔径分布等因素对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的影响。结果表明:当SiC与其余物料理论质量比为8∶2时,在1250℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其气孔率为37.721%,抗弯强度达到49.1887 MPa。