PTFE/SiO_2复合材料的DSC分析及其结晶行为研究

采用DSC技术,研究不同热压温度制备的PTFE/SiO2复合材料以及纳米SiO2部分取代微米SiO2的PTFE/SiO2复合材料的非等温结晶行为。DSC分析表明热压温度高于370℃时,PTFE分子聚合度下降,晶态PTFE微观形貌发生改变,其性能恶化。对复合材料非等温结晶DSC曲线应用Avrami方程分析发现,结晶过程包含了均相成核和异相成核两种成核机理。纳米SiO2取代部分微米SiO2量小于0.25%时,对PTFE成核作用有一定提升,当取代量大于0.25%时,由于偶联剂用量一定,造成SiO2颗粒团聚以及与PTFE界面相容性变差,成核效果不明显。

烧结工艺对SiO_2-TiO_2/PTFE复合材料性能的影响

采用湿法工艺,并通过马弗炉烧结与热压烧结,制备了SiO2与TiO2共同填充的聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。系统研究了两种填料不同掺杂比及不同烧结工艺对复合材料密度、显微结构、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明,与马弗炉烧结相比,热压烧结工艺制备的复合材料具有更稳定的密度和较小的吸水率,但介电损耗较高;ROM和Kerner模型能较好地对线膨胀系数进行预测,其理论值与实验值的变化规律一致。对于用2种烧结方法制备的复合材料,通过Lichtenecker对数法则计算所得介电常数与实验值均较吻合。

热压成型温度对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用热压工艺制备了PTFE/SiO2微波复合基板材料,研究了热压温度对PTFE/SiO2复合材料的性能及显微结构的影响。差示扫描量热法分析表明PTFE结晶度随热压成型温度上升而升高,熔限先变宽后变窄。同时通过扫描电镜观察发现,热压成型温度升高使复合材料表面出现气孔,材料内部气孔数目增多,从而导致材料密度、相对介电常数下降,吸水率A升高。由于PTFE树脂结晶度与材料显微结构共同作用,介电损耗先降低后增高,热导率Kc则先增高后降低。热压温度为370℃时,复合材料性能较好(εr=2.90,tanδ=0.001 1,A=0.58‰,Kc=0.566W/(m·℃))。

SiO_2-TiO_2/聚四氟乙烯复合材料的制备及热膨胀性能

为了使微波基板材料与Cu金属衬底的热膨胀性能匹配，对陶瓷/聚四氟乙烯（PTFE）微波复合基板材料的热膨胀性能进行了研究。采用湿法工艺制备了以SiO2和TiO2为填料的SiO2-TiO2/PTFE复合材料，研究了复合材料密度、填料粒度和填料体积分数对SiO2-TiO2/PTFE复合材料热膨胀性能的影响。结果表明，当SiO2的体积分数由0增至40%（TiO2 ：34%~26%）时，SiO2-TiO2/PTFE复合材料的线膨胀系数（CTE）由50.13×10-6 K-1减小至10.03×10-6K-1。陶瓷粉体粒径和复合材料密度减小会导致CTE减小。通过ROM、Turner和Kerner模型计算CTE发现，ROM和Kerner模型与实验数据较相符，而实验值与Turner模型预测值之间的差异随PTFE含量的升高而逐渐增大。

低损耗ZrTi_2O_6填充PTFE复合基板性能

采用热压成型工艺，制备了一种低损耗ZrTi2O6陶瓷填充聚四氟乙烯（PTFE）的新型微波复合基板材料。采用介质谐振器法研究了ZrTi2O6/PTFE复合材料的微波介电性能（8~12 GHz）。结果表明，ZrTi2O6/PTFE复合材料的相对介电常数（ε r）和介电损耗（tanδ）随着ZrTi2O6陶瓷体积分数（0~46%）的增加而增大，介电常数实验值与Lichtenecker模型预测值最吻合。ZrTi2O6/PTFE复合材料的热膨胀系数和介电常数温度系数随着ZrTi2O6陶瓷体积分数的增加而减小。46%的ZrTi2O6为较优填料比例，ZrTi2O6/PTFE的相对介电常数为7.42，介电损耗为0.0022（10 GHz）。

Al_2O_3对CaO-R_2O-SiO_2/ZrO_2基LTCC材料结构性能的影响

采用高温熔融法在1 350℃制备了CaO-R2O-SiO2玻璃粉料,系统研究了Al2O3的添加量对CaO-R2O-SiO2/ZrO2基LTCC玻璃/陶瓷材料结构与性能的影响规律。研究结果表明,适量添加Al2O3可促进主晶相生长,提高材料结构稳定性,使其具有良好的力学电学性能。当Al2O3添加质量分数达7.5%时,850℃下可制得抗弯强度为183 MPa、相对介电常数为7.19、介电损耗为0.22%、电阻率>5×1 013?·cm的CaO-R2O-SiO2/ZrO2基LTCC玻璃/陶瓷材料。