CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃的制备及介电性能

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作者 卫志洋 王晓东 +3 位作者 苏腾 陈欢乐 高峰 苗洋 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第4期1274-1283,共10页

低介电常数、低介电损耗的微晶玻璃是制造低温共烧陶瓷基板的重要材料。本文采用熔融水淬法制备了CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)(CBS)微晶玻璃,重点研究了m(CaO)/m(SiO_(2))质量比、B_(2)O_(3)含量对CBS微晶玻璃介电性能的影响。结果表明:CBS... 低介电常数、低介电损耗的微晶玻璃是制造低温共烧陶瓷基板的重要材料。本文采用熔融水淬法制备了CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)(CBS)微晶玻璃,重点研究了m(CaO)/m(SiO_(2))质量比、B_(2)O_(3)含量对CBS微晶玻璃介电性能的影响。结果表明:CBS微晶玻璃的主要晶相有Ca_(3)Si_(3)O_(9)、Ca_(2)B_(2)O_(5)、CaB_(2)O_(4)、SiO_(2)和Ca_(2)SiO_(4)。随着m(CaO)/m(SiO_(2))质量比的增加,介电常数增加,介电损耗先降低后增加;硅灰石相的增多使介电损耗从2.87×10^(-3)降到1.36×10^(-3),介电损耗随着SiO_(2)、Ca_(2)B_(2)O_(5)和CaB_(2)O_(4)含量的增加而增大。随着B_(2)O_(3)含量的增加,介电常数先增加后减少,而介电损耗则相反。当m(CaO)/m(SiO_(2))质量比为0.89、B_(2)O_(3)含量为15%(质量分数)时,在900℃烧结3 h,CBS微晶玻璃的热膨胀系数为7.16×10^(-6)℃^(-1),介电常数为5.85,介电损耗为1.37×10^(-3)(10 GHz)。 展开更多

关键词 Cao-B_(2)o_(3)-sio_(2) 微晶玻璃 介电常数 介电损耗 微观结构 低温共烧

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ZrO_(2)/P_(2)O_(5)复合晶核剂对LiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃微晶化和力学性能影响 被引量：1

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作者 韩韬 王衍行 +3 位作者 李现梓 杨鹏慧 徐驰 祖成奎 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期35-40,共6页

为提高LiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃的性能,采用熔融法制备了ZrO_(2)/P_(2)O_(5)复合晶核剂的LiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃,通过扫描电镜(SEM),差热分析(DSC),X射线衍射(XRD)等测试方法研究了不同晶核剂对LiO_(2)-Al_(2)O_(... 为提高LiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃的性能,采用熔融法制备了ZrO_(2)/P_(2)O_(5)复合晶核剂的LiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃,通过扫描电镜(SEM),差热分析(DSC),X射线衍射(XRD)等测试方法研究了不同晶核剂对LiO_(2)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃微晶化和力学性能的影响。研究表明采用复合晶核剂玻璃可降低析晶活化能,促进晶化,抗弯强度更高,玻璃可见光透过率超过80%;采用复合晶核剂样品晶粒尺寸小于100纳米,晶粒组织更细,同时成核效率高;复合晶核剂微晶玻璃的透过率、硬度和抗弯强度分别为85.4%、521 HV和79.37 MPa,比单一晶核剂玻璃性能更优。 展开更多

关键词 晶核剂 微晶玻璃 lio_(2)-Al_(2)o_(3)-sio_(2) 晶化活化能 力学性能

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高强度Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系微晶玻璃研究进展 被引量：5

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作者 李溦长 王欣 +4 位作者 胡丽丽 陈树彬 陈辉宇 张旭丰 蒋晓琦 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第11期3795-3805,3825,共12页

Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(LAS)体系微晶玻璃因具有优异的力学性能和光学性能,近年来得到了广泛应用。本文针对LAS微晶玻璃的析出晶相、制备工艺和应用进行了介绍。鉴于当前对高硬耐划玻璃材料的迫切需求,重点阐述了LAS微晶玻璃强韧... Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(LAS)体系微晶玻璃因具有优异的力学性能和光学性能,近年来得到了广泛应用。本文针对LAS微晶玻璃的析出晶相、制备工艺和应用进行了介绍。鉴于当前对高硬耐划玻璃材料的迫切需求,重点阐述了LAS微晶玻璃强韧化技术和表面增强方法的研究进展,对今后研发高强度LAS微晶玻璃具有重要指导作用。 展开更多

关键词 微晶玻璃 li_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2) Β-锂辉石 热处理工艺 强韧化技术 化学强化

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Li_(2)O/Na_(2)O对YAS微晶玻璃结构、析晶与力学性能的影响 被引量：1

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作者 郑伟宏 刘国凤 +3 位作者 张浩 王启东 张梦豪 袁坚 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第4期1292-1300,共9页

透明微晶玻璃由于优异的力学性能被广泛应用于电子领域。本文采用熔融法制备了不同质量分数Li_(2)O和Na_(2)O的Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(YAS)微晶玻璃,通过Raman、DSC、XRD、FESEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了其结构特征、析晶... 透明微晶玻璃由于优异的力学性能被广泛应用于电子领域。本文采用熔融法制备了不同质量分数Li_(2)O和Na_(2)O的Y_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(YAS)微晶玻璃,通过Raman、DSC、XRD、FESEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了其结构特征、析晶与力学性能。结果表明:当碱金属氧化物R_(2)O(R=Li,Na)总量保持不变,随着Li_(2)O取代Na_(2)O含量的增加,YAS微晶玻璃的转变温度、软化温度和结晶峰温度逐渐降低,Q^(4)基团对应的含量逐渐减少,说明Li_(2)O作为网络外体使YAS微晶玻璃结构逐步解聚,玻璃的析晶能力逐渐增强。在同一热处理制度下,随着Li_(2)O取代量的增加,YAS微晶玻璃维氏硬度显著提升,而透过率明显下降。在680℃/10 h+750℃/1 h热处理制度下,可以制备出晶体大小一致且分布均匀的以钇稳定氧化锆为主晶相的透明YAS微晶玻璃,此时2%(质量分数,下同)Na_(2)O+4%Li_(2)O YAS微晶玻璃具有良好的综合性能,如维氏硬度为646 HV,断裂韧性为1.07 MPa·m^(1/2),透过率为85.7%,在诸多领域具有巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 Y_(2)o_(3)-Al_(2)o_(3)-sio_(2) 透明微晶玻璃 碱金属氧化物 结构 析晶 维氏硬度

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不同Al_(2)O_(3)/SiO_(2)比的MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃制备及性能研究 被引量：2

5

作者 湛玲丽 贾涵 +3 位作者 张晓峰 李宏 谢俊 熊德华 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第12期4490-4500,共11页

本文采用烧结法制备MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)微晶玻璃,研究不同Al_(2)O_(3)/SiO_(2)质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进... 本文采用烧结法制备MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(MAS)微晶玻璃,研究不同Al_(2)O_(3)/SiO_(2)质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进行表征,并对微晶玻璃的密度、力学性能、耐蚀性、热学性能和介电性能进行测试分析。结果表明:随着Al_(2)O_(3)/SiO_(2)质量比从0.52增大至0.64,基础玻璃的玻璃化转变温度T_(g)增大、析晶峰值温度T_()p减小,促使样品析出α-堇青石晶相;样品密度在2.52~2.60 g/cm^(3)波动,介电常数εr由1.73增加到4.51,热膨胀系数由4.46×10^(-6)℃^(-1)降低到2.38×10^(-6)℃^(-1),介电损耗tanδ在8.4×10^(-3)~3.7×10^(-3)波动,抗弯强度在80~120 MPa波动。 展开更多

关键词 Al_(2)o_(3)/Sio_(2) Mgo-al_(2)o_(3)-sio_(2) 微晶玻璃 堇青石 介电性能

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Na_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-P_(2)O_(5)玻璃的结构和析晶性能研究 被引量：2

6

作者 王明忠 刘红刚 +3 位作者 钟波 许银生 李继忠 陆平 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第1期295-301,共7页

采用熔融-淬冷法制备了不同(Al_(2)O_(3)+P_(2)O_(5))含量的碱铝硅酸盐玻璃,通过拉曼光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜研究了其结构特征和析晶性能。发现随着(Al_(2)O_(3)+P_(2)O_(5))含量减少,玻璃中Na_(2)O含量增加,玻璃化转变温度从68... 采用熔融-淬冷法制备了不同(Al_(2)O_(3)+P_(2)O_(5))含量的碱铝硅酸盐玻璃,通过拉曼光谱、X射线衍射光谱、扫描电镜研究了其结构特征和析晶性能。发现随着(Al_(2)O_(3)+P_(2)O_(5))含量减少,玻璃中Na_(2)O含量增加,玻璃化转变温度从685℃降低到622℃,当减少至摩尔分数为22%时,出现析晶峰且起始析晶温度降低。拉曼光谱表明Q_(P)^(4)对应的拉曼峰强度变低且逐渐向低波数方向移动,说明Na_(2)O作为网络修饰体使硅酸盐玻璃结构逐步解聚,玻璃的析晶能力逐渐增强。结果表明:当(Al_(2)O_(3)+P_(2)O_(5))摩尔分数为22%时热处理后的样品存在晶型转变,700℃热处理时以NaAlSiO_(4)霞石晶体为主,900℃时转变为以Na_(6.8)Al_(6.3)Si_(9.7)O_(32)霞石晶体为主。当(Al_(2)O_(3)+P_(2)O_(5))的摩尔分数为21%和20%时,热处理后的样品能稳定析出Na_(3)PO_(4)和Na_(6.8)Al_(6.3)Si_(9.7)O_(32)晶体。热处理后的样品析出了耐酸侵蚀性较差的富磷相和Na_(3)PO_(4)晶体,导致化学稳定性变差。 展开更多

关键词 Na_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2)-P_(2)o_(5)玻璃 微晶玻璃 铝硅酸盐玻璃 盖板玻璃 析晶 熔融-淬冷法 霞石

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Na_(2)O对锂铝硅微晶玻璃析晶及性能的影响

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作者 郑伟宏 王启东 +3 位作者 高子鹏 张浩 袁坚 田培静 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第4期1301-1307,共7页

采用熔融法制备了不同Na_(2)O含量的透明锂铝硅微晶玻璃,通过DSC、XRD、FESEM等测试方法研究了不同Na_(2)O含量对玻璃析晶及性能的影响。结果表明:Na_(2)O的引入能显著降低玻璃的转变温度和析晶温度,抑制LiAlSi_(4)O_(10)晶相的析出。但... 采用熔融法制备了不同Na_(2)O含量的透明锂铝硅微晶玻璃,通过DSC、XRD、FESEM等测试方法研究了不同Na_(2)O含量对玻璃析晶及性能的影响。结果表明:Na_(2)O的引入能显著降低玻璃的转变温度和析晶温度,抑制LiAlSi_(4)O_(10)晶相的析出。但Na_(2)O的引入促使微晶玻璃中析出Li_(2)Si_(2)O_(5)新相,并且随着Na_(2)O引入量的增加,Li_(2)Si_(2)O_(5)转变为主晶相。由于晶体尺寸均为纳米级,主晶相的转变对透过率影响较小,微晶玻璃的可见光透过率均高于85%。主晶相的转变有效增强了微晶玻璃的机械性能,其弯曲强度由300 MPa提升至331 MPa。Na_(2)O的引入有效增强了Na-K交换,Na_(2)O含量为4%(质量分数)的Li 2O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)微晶玻璃在410℃的KNO_(3)熔盐中交换6 h后,维氏硬度由7.108 GPa提升至7.403 GPa,弯曲强度由331 MPa提升至470 MPa。 展开更多

关键词 Na_(2)o liAlSi_(4)o_(10) li_(2)Si_(2)o_(5) li_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2)微晶玻璃 主晶相转变 Na-K交换

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低膨胀锂铝硅微晶玻璃烧结-析晶行为与性能研究 被引量：1

8

作者 陈丹丹 吕大娟 +4 位作者 陈巧 刘佳 韩建军 王静 李路瑶 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第10期3834-3842,共9页

本文采用烧结法制备了低膨胀Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(LAS)微晶玻璃,研究了ZnO部分取代Li_(2)O对LAS微晶玻璃显微结构、烧结行为、析晶行为和性能的影响。结果表明,ZnO取代Li_(2)O降低了LAS微晶玻璃起始析晶温度,LAS微晶玻璃在800... 本文采用烧结法制备了低膨胀Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(LAS)微晶玻璃,研究了ZnO部分取代Li_(2)O对LAS微晶玻璃显微结构、烧结行为、析晶行为和性能的影响。结果表明,ZnO取代Li_(2)O降低了LAS微晶玻璃起始析晶温度,LAS微晶玻璃在800℃保温10 min时便有大量Li_(2)Al_(2)Si_(3)O_(10)晶相析出,阻碍了玻璃的烧结收缩,而不含ZnO的LAS微晶玻璃在800℃析晶缓慢,有利于烧结致密化。当烧结温度为1100℃时,微晶玻璃的主晶相均为β-锂辉石,其中不含ZnO的LAS微晶玻璃热膨胀系数为1.747×10^(-6)K^(-1),抗弯强度为138.4 MPa,介电常数为3.52,介电损耗为0.0016。 展开更多

关键词 微晶玻璃 Β-锂辉石 li_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2) 低膨胀 烧结

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晶核剂对透明堇青石微晶玻璃析晶与性能的影响 被引量：4

9

作者 郑伟宏 张航 +4 位作者 高子鹏 黄猛 袁坚 田培静 彭志钢 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第4期1466-1474,共9页

采用熔融法制备了含有不同晶核剂的非化学计量比堇青石微晶玻璃,通过DSC、XRD、FE-SEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了不同晶核剂对微晶玻璃析晶与性能的影响,并用经典动力学方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了微晶玻璃的析晶动力学。结果表... 采用熔融法制备了含有不同晶核剂的非化学计量比堇青石微晶玻璃,通过DSC、XRD、FE-SEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了不同晶核剂对微晶玻璃析晶与性能的影响,并用经典动力学方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了微晶玻璃的析晶动力学。结果表明,以P_(2)O_(5)和P_(2)O_(5)+ZrO_(2)为晶核剂的微晶玻璃晶化机制均为表面晶化,而以P_(2)O_(5)+ZrO_(2)+TiO_(2)为晶核剂的微晶玻璃则倾向于整体析晶。三组微晶玻璃在950℃晶化时主晶相为μ-cordierite,当温度升高到980℃时开始转变为α-cordierite,引入TiO_(2)使α-cordierite的含量增加,析出的晶体更加复杂致密。随着晶化时间延长,与其他晶核剂相比,P_(2)O_(5)+ZrO_(2)+TiO_(2)组合晶核剂微晶玻璃在相同晶化时间内结晶度更高,α-cordierite含量的增加显著提升了微晶玻璃的力学性能,但降低了透过率。在800℃/10 h+980℃/3 h热处理制度下,以P_(2)O_(5)+ZrO_(2)+TiO_(2)为晶核剂的微晶玻璃弹性模量可达103 GPa,断裂韧性为1.27 MPa·m1/2,透过率为82.3%,可满足用作移动终端领域的性能要求。 展开更多

关键词 Mgo-al_(2)o_(3)-sio_(2) 堇青石 晶核剂 透明微晶玻璃 弹性模量 析晶动力学

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超低膨胀微晶玻璃发展现状及应用 被引量：4

10

作者 赵春霞 蒋新朝 +3 位作者 张微 刘杰 范仕刚 何粲 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第12期2135-2145,共11页

超低膨胀微晶玻璃是在Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃的基础上经过严格的受控晶化,在母体玻璃中析出以β-石英固溶体为主晶相的微晶玻璃材料。由于具有极低的热膨胀系数,以及优异的热稳定性、化学稳定性和力学性能,超低膨胀微晶玻... 超低膨胀微晶玻璃是在Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系玻璃的基础上经过严格的受控晶化,在母体玻璃中析出以β-石英固溶体为主晶相的微晶玻璃材料。由于具有极低的热膨胀系数,以及优异的热稳定性、化学稳定性和力学性能,超低膨胀微晶玻璃在诸多领域得到了广泛应用。本文综述了超低膨胀微晶玻璃的组成、制备方法、国内外研究历程及发展现状、应用,指出了目前生产超低膨胀微晶玻璃存在的问题和国产超低膨胀微晶玻璃与国际顶尖产品存在的差距,以及国产超低膨胀微晶玻璃今后的发展方向。 展开更多

关键词 li_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2)系玻璃 超低膨胀 β-石英固溶体 微晶玻璃 受控晶化

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锂铝硅透明微晶玻璃析晶动力学研究 被引量：4

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作者 彭志钢 袁坚 +4 位作者 杜晓欧 郑伟宏 张茂森 薛瑞锋 史连莹 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第11期3819-3825,共7页

本文利用经典方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了非化学计量的锂铝硅Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-ZrO_(2)-P_(2)O_(5)透明微晶玻璃的析晶动力学,采用DSC、XRD和SEM研究了晶化温度对玻璃析晶行为的影响。结果表明:在较低的起始析晶温度下L... 本文利用经典方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了非化学计量的锂铝硅Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-ZrO_(2)-P_(2)O_(5)透明微晶玻璃的析晶动力学,采用DSC、XRD和SEM研究了晶化温度对玻璃析晶行为的影响。结果表明:在较低的起始析晶温度下Li_(2)Si_(2)O_(5)和Li_(2)SiO_(3)析出,随晶化温度的升高,主晶相转变为LiAlSi_(4)O_(10),Li _(2)SiO_(3)晶相消失,晶体尺寸变小,在550 nm处微晶玻璃透过率由89.3%升高到90.6%;利用Kissinger方法计算出的Li_(2)Si_(2)O_(5)和LiAlSi_(4)O_(10)的析晶活化能分别为349.5 kJ/mol和184.2 kJ/mol,平均晶体生长指数分别为3.05和1.42。 展开更多

关键词 li_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2)-Zro_(2)-P_(2)o_(5) 透明微晶玻璃 析晶动力学 析晶行为 活化能

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超低膨胀微晶玻璃热处理工艺优化研究 被引量：1

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作者 赵春霞 范仕刚 +2 位作者 刘杰 何粲 李跃 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第11期3870-3876,共7页

采用熔融法制备了Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系透明玻璃,以TiO_(2)、ZrO_(2)和P_(2)O_(5)为复合晶核剂对该玻璃进行热处理,获得了超低膨胀微晶玻璃。采用正交试验研究了热处理工艺参数对微晶玻璃热膨胀系数的影响,并通过计算分析获得... 采用熔融法制备了Li_(2)O-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系透明玻璃,以TiO_(2)、ZrO_(2)和P_(2)O_(5)为复合晶核剂对该玻璃进行热处理,获得了超低膨胀微晶玻璃。采用正交试验研究了热处理工艺参数对微晶玻璃热膨胀系数的影响,并通过计算分析获得了最优的热处理工艺参数,即核化温度为600℃,核化时间为3 h,晶化温度为820℃,晶化时间为5 h。在此热处理工艺制度下获得的微晶玻璃主晶相为β-石英固溶体,热膨胀系数为1.6×10^(-8)℃^(-1)。采用差热分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、透射电子显微镜分析等手段研究了微晶玻璃的析晶情况和微观结构,并进一步分析了热处理工艺与微晶玻璃热膨胀性能和微观结构之间的对应关系。结果表明,微晶玻璃的热膨胀系数由晶相种类和含量决定,微晶玻璃内部晶相的尺寸和含量与热处理工艺密切相关。 展开更多

关键词 li_(2)o-al_(2)o_(3)-sio_(2)系微晶玻璃 低膨胀 β-石英固溶体 复合晶核剂 热处理 透明

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