鋰輝石可析晶玻璃在LTCC復(fù)合材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、本實驗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,我們設(shè)計了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,在單獨燒結(jié)時難以實現(xiàn)致密化。因此,三種鋰輝石玻璃分別與熔融石英復(fù)合時,均無法促進復(fù)合材料燒結(jié)。盡管兩種玻璃在單獨燒結(jié)時均難以燒結(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)實現(xiàn)燒結(jié)致密化。
　　在此基礎(chǔ)上,我們進一步研究了鋰輝石/鈣長石可析晶玻璃復(fù)合材料的燒結(jié)機理與各項性能。XRD測試結(jié)果表明:鋰輝石玻璃和鈣長石玻璃在燒結(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)和鈣長石,這兩種晶相分別從鋰輝石玻璃和鈣長石玻璃基體中析出。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。這說明兩種玻璃材料在燒結(jié)過程中存在相互擴散的現(xiàn)象,進而導(dǎo)致了新晶相的產(chǎn)生。另外,玻璃間的相互擴散使得復(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+遷移的點位,導(dǎo)致 Li+的移動受到限制,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