鋰輝石可析晶玻璃在LTCC復(fù)合材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、本實(shí)驗(yàn)的主要目的是利用鋰輝石可析晶玻璃制備出一種具有低熱膨脹系數(shù)的低溫共燒復(fù)合基板材料。本文先后介紹了將鋰輝石可析晶玻璃與熔融石英復(fù)合制備“玻璃+陶瓷體系”LTCC材料;以及將鋰輝石可析晶玻璃與鈣長(zhǎng)石可析晶玻璃復(fù)合制備“雙玻璃體系”LTCC材料的探索過程。
　　通過查閱Li2O-Al2O3-SiO2三元相圖,我們?cè)O(shè)計(jì)了Li:Al:Si摩爾比為1:1:3.5、1:1:4和1:1:6的三種鋰輝石可析晶玻璃并詳細(xì)研究了其各自的燒結(jié)特性。

2、研究發(fā)現(xiàn),上述三種鋰輝石玻璃的燒結(jié)過程均受到自身析晶的影響,在單獨(dú)燒結(jié)時(shí)難以實(shí)現(xiàn)致密化。因此,三種鋰輝石玻璃分別與熔融石英復(fù)合時(shí),均無(wú)法促進(jìn)復(fù)合材料燒結(jié)。盡管兩種玻璃在單獨(dú)燒結(jié)時(shí)均難以燒結(jié)致密,但兩種玻璃所構(gòu)成的復(fù)合材料卻可以在較寬的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)燒結(jié)致密化。
　　在此基礎(chǔ)上,我們進(jìn)一步研究了鋰輝石/鈣長(zhǎng)石可析晶玻璃復(fù)合材料的燒結(jié)機(jī)理與各項(xiàng)性能。XRD測(cè)試結(jié)果表明:鋰輝石玻璃和鈣長(zhǎng)石玻璃在燒結(jié)過程中析出的主晶相分別為β-石英固溶體

3、(840℃以上轉(zhuǎn)變?yōu)棣?鋰輝石固溶體)和鈣長(zhǎng)石,這兩種晶相分別從鋰輝石玻璃和鈣長(zhǎng)石玻璃基體中析出。然而復(fù)合材料除了析出上述兩種主晶相外,在840℃以上還出現(xiàn)了透輝石晶相。這說(shuō)明兩種玻璃材料在燒結(jié)過程中存在相互擴(kuò)散的現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致了新晶相的產(chǎn)生。另外,玻璃間的相互擴(kuò)散使得復(fù)合材料中的部分堿土金屬離子占據(jù)了剩余玻璃相中供 Li+遷移的點(diǎn)位,導(dǎo)致 Li+的移動(dòng)受到限制,使復(fù)合材料整體的介質(zhì)損耗降低至0.005以下。DSC結(jié)果證明了兩種純玻璃的