鋁硼硅系低介電常數(shù)玻璃纖維結(jié)構(gòu)及失透行為研究.pdf

1、當(dāng)前我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)于通信設(shè)備提出了高速化、高頻化和小型化的需求。印制電路板和雷達(dá)天線(xiàn)罩等是信號(hào)傳輸工具關(guān)鍵部分，低介電常數(shù)玻璃纖維又是這些部分不可缺少的增強(qiáng)材料，有著十分重要地位。
　　本文主要研究對(duì)象為鋁硼硅系低介電常數(shù)玻璃，其應(yīng)用背景是低介電常數(shù)玻璃纖維拉絲生產(chǎn)中可能遇到的分相或析晶問(wèn)題。固定玻璃中其他組分，分別改變各種二價(jià)氧化物和CaO的摩爾比，外摻不同量的TiO2，設(shè)kn（n=1、2、3、4）=（MO/(M

2、O+CaO)）（MO為MgO、SrO、BaO、ZnO）。使用（MAS）NMR、FTIR、DSC、梯溫析晶爐、XRD和SEM等測(cè)試手段，對(duì)鋁硼硅系低介電常數(shù)玻璃纖維結(jié)構(gòu)和失透行為做出了系統(tǒng)的研究，得出以下結(jié)論：
　　隨著k1的增大，玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸解聚，玻璃結(jié)構(gòu)中[BO4]、[AlO4]和含四個(gè)橋氧的[SiO4]（Q4）相對(duì)含量減少，[BO3]逐漸增多；玻璃熱穩(wěn)定性隨之降低，失透溫度范圍和失透上線(xiàn)溫度都逐漸增大，其失透主要是由于分相

3、引起的；k1較小時(shí)，玻璃分相形貌為蜂窩狀的連通相，其機(jī)理為為亞穩(wěn)分相，隨著成分和熱處理變化，富堿土金屬和富硼相集聚析出，形成直徑約為1μm的液滴相，穩(wěn)定分相。
　　隨著k2的增大，玻璃結(jié)構(gòu)中[BO4]、[AlO4]和Q4含量略有增多，SrO對(duì)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有一定的增強(qiáng)作用，但并不明顯。失透溫度范圍和失透上線(xiàn)溫度都隨之減小，甚至不失透，其失透主要是由于分相引起的。
　　隨著k3增大，玻璃結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，玻璃結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)“硼反常”現(xiàn)象

4、[BO4]含量先增多后減少，[AlO4]和Q4含量和橋氧數(shù)逐漸增多。BaO對(duì)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有一定的增強(qiáng)作用，并且相對(duì)于SrO增強(qiáng)作用更大。失透溫度范圍和失透上線(xiàn)溫度都隨之減小，其失透主要是由于分相引起的。
　　隨著k4增大，ZnO對(duì)玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞和解聚作用增大，玻璃結(jié)構(gòu)中[BO4]、[AlO4]和Q4相對(duì)含量減少，玻璃網(wǎng)絡(luò)中非橋氧增多，并且各結(jié)構(gòu)的變化相對(duì)于Mg組變化更大；其密度逐漸增大，失透溫度范圍和失透上線(xiàn)溫度都隨之增大。當(dāng)

5、ZnO含量較低和熱處理溫度較小時(shí)，失透主要是由于分相引起的。但隨著k4值的增大和熱處理溫度升高和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，失透是由析晶引起的，主晶相為鋁氧化鋅（Al2ZnO4），次晶相為硼酸鋁（Al8B4O33）。
　　TiO2有減弱玻璃結(jié)構(gòu)，促進(jìn)玻璃分相和析晶的作用。隨著外摻 TiO2量增加，玻璃中各四面體結(jié)構(gòu)單元四配位硼[BO4]、四配位鋁[AlO4]和含有四個(gè)橋氧的[SiO4]（Q4）逐漸減少，三配位硼[BO3]增多，玻璃結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性減