CaO-B_2O_3玻璃助烧的零膨胀系数β-锂霞石陶瓷的制备及性能研究

采用固相反应法制备CaO-B_2O_3玻璃(简称"CB"玻璃)助烧的零膨胀系数β-锂霞石陶瓷。通过差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)手段分别对CB玻璃的热学特性和助烧后的β-锂霞石陶瓷样品的物相与显微形貌进行表征。结果表明,CB玻璃具有良好的助烧效果,可以显著降低β-锂霞石陶瓷的烧结温度(从1300℃降至1150℃),并大幅提高陶瓷的相对密度(从93.3%提高到97.4%)。加入CB玻璃助烧剂,β-锂霞石陶瓷致密性显著提高,内部无微裂纹存在。加入4wt%和6wt%CB玻璃的β-锂霞石陶瓷在室温~200℃范围内具有零膨胀系数,分别为0.02×10^(–6)/K和0.4×10^(–6)/K。然而,加入8wt%CB玻璃的β-锂霞石陶瓷样品中产生了具有高正膨胀系数的新物相LiAlO_2,使样品的热膨胀系数提高至3.46×10^(–6)/K。

聚苯醚/钙镧钛微波复合基板

微波复合基板兼具树脂基体的高韧性和陶瓷填料优异的介电和热学性能,是航空航天、电子对抗、5G通讯等领域的关键材料。本工作采用螺杆造粒与注塑成型相结合的新技术制备了聚苯醚(简写为PPO)为基体、钙镧钛(Ca_(0.7)La_(0.2)TiO_(3),简写为CLT)陶瓷为填料的新型微波复合基板,并对基板的显微结构、微波介电性能、热学性能和力学性能进行表征。结果表明,采用这种新技术制备的微波复合基板组成均匀且结构致密。随着CLT陶瓷的体积分数从0增大至50%,基板的介电常数从2.65提高到12.81,介电损耗从3.5×10^(–3)降低至2.0×10^(–3)(@10GHz);同时热膨胀系数从7.64×10^(–5)℃^(–1)显著降低至1.49×10^(–5)℃^(–1),热导率从0.19W·m^(–1)·K^(–1)提高至0.55W·m^(–1)·K^(–1);此外抗弯强度从97.9MPa提高至128.7MPa。填充体积分数40%CLT陶瓷的复合基板综合性能优异:ε_(r)=10.27,tanδ=2.0×10^(–3)(@10GHz),α=2.91×10^(–5)℃^(–1),λ=0.47W·m^(–1)·K^(–1),σ_(s)=128.7MPa,在航空航天、电子对抗、5G通信等领域具有良好的应用前景。