ZnO-B2O3-SiO2玻璃红外光谱的研究

通过红外光谱,对不同组成的ZnO-B2O3-SiO2体系玻璃的网络结构进行了研究,分析了ZnO-B2O3-SiO2玻璃体系的组成改变所引发的基团结构变化。结果发现:ZnO大于30%时,Zn进入B-O-Si网络形成Zn-O-B或Zn-O-Si键;ZnO含量大于40%时,形成[ZnO4]四面体;同时,ZnO含量的增加还会促使[BO3]向[BO4]的转变,以致形成高硼基团;SiO2/B2O3比增加同样会导致Zn-O-B或Zn-O-Si键以及[ZnO4]单元的数量增加,同时也会使得[BO3]向[BO4]的转变,并趋于形成高硼基团。

Mn2+掺杂的ZnO-B2O3-SiO2光存储玻璃的热释光研究

采用高温熔融法制备了Mn2＋掺杂的ZnO-B2O3-SiO2（ZBSM）体系的光存储玻璃,并通过热释光谱研究了ZBSM玻璃的存储性能以及陷阱能级的分布情况,结果显示：材料内部至少存在中心能级的深度分别约为0.80eV和1.02eV的两种陷阱,而激活离子Mn2＋和基质组成ZnO-B2O3-SiO2的变化均会造成材料光存储性能及陷阱分布的改变。

掺杂过渡金属氧化物对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃的改性研究

采用高温熔融和过渡金属氧化物掺杂的方法,制备了掺杂不同过渡金属氧化物(Sb2O3、TiO2、CeO2、MnO2)的ZnO-B2O3-SiO2无铅玻璃。研究了所制玻璃的物理化学性能。结果表明:掺杂过渡金属氧化物后,ZnO-B2O3-SiO2玻璃的结构和封接性能得到较大改善,玻璃的耐水性提高1.5～2.0倍,线膨胀系数从60×10–7/℃降至40×10–7/℃。

ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶制备及表征

研究了ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶的制备过程,分析了凝胶的形成机理,探讨了干凝胶的析晶过程.结果表明随着SiO2/(ZnO+B2O3)比值的增大,样品胶凝时间逐渐延长,凝胶从浑浊转为清亮,而对应干凝胶的析晶温度升高.析出主晶相为Zn2SiO4,并存在少量的石英相.物相分析和红外能谱分析表明,在热处理过程前后,始终有B2O3-SiO2玻璃相存在于样品中.微观分析表明,经800℃高温热处理的干凝胶中存在着大量0.4μm左右的圆形气孔.

稀土掺杂对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃热稳定性及结构的影响

为了探索镧系与非镧系元素对ZnO-B_2O_3-SiO_2系统玻璃热稳定性及结构的影响,本研究采用差示扫描量热仪(DSC)和傅立叶变化红外光谱仪(FTIR)开展了La_2O_3和Y_2O_3掺杂对该系统玻璃析晶行为、热稳定性和结构变化的系统研究。结果表明:当La2O_3掺杂量大于8mol%、Y_2O_3掺杂量大于6mol%时,60ZnO-30B_2O_3-10SiO_2系统玻璃开始出现析晶现象;当La_2O_3掺杂量为4mol%、Y_2O_3掺杂量为2mol%时,该玻璃的热稳定性能最好。结构研究表明,少量添加稀土氧化物会使该系统玻璃的网络链接程度提高,而当掺杂量超过一定量时会使该系统玻璃的网络链接程度降低。

溶胶-凝胶法制备ZnO-B_2O_3-SiO_2系玻璃料的研究进展

Zn O-B2O3-Si O2(ZBS)系统玻璃由于其软化熔融温度低,热膨胀系数低,高温润湿性好以及强度高等优良性能而得到广泛研究。与传统高温熔融法制备ZBS系玻璃料相比,溶胶-凝胶法有众多优点。本文主要介绍了溶胶-凝胶(Sol-Gel,S-G)的基本原理,工艺过程,国内外研究现状及在材料中应用状况;同时也介绍了溶胶-凝胶法制备Zn O-B2O3-Si O2系统玻璃的研究现状以及制备过程中的影响因素。最后简述了Zn O-B2O3-Si O2系统玻璃应用的现状及其发展前景。

ZnO-B2O_3-SiO_2系统的相结构与介电性能的研究

对 Zn O- B2 O3- Si O2 三元系统进行了 XRD和介电性能定量关系的研究。系统的主、次晶相为 Si O2 、Zn2 Si O4相。调整各组分 ,获得了超低介电常数的介质陶瓷 ,其介电常数ε为 5 ,介电损耗 tanδ≤ 5× 10 - 4 ,容量温度系参数αc≤ (0± 30 )× 10 - 6 /°C、绝缘电阻 IR≥ 10 1 2 Ω ,烧结温度为 1140°C。并对系统进行了 X-射线分析 ,探讨了用X-射线衍射峰强度计算各物相含量的方法。

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃对硅酸锌陶瓷结构与微波介电性能的影响

研究了不同添加量的ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃作为烧结助剂对硅酸锌陶瓷的结构及微波介电性能的影响。研究结果表明:添加ZnO-B2O3-SiO2玻璃的陶瓷烧结后其主晶相仍呈硅锌矿结构,并且硅酸锌陶瓷的烧结温度从1300℃降低到900℃。随着玻璃添加量的增加,陶瓷的介电常数(εr)和品质因数(Qf)呈逐渐降低的趋势,当玻璃添加量为20 wt%时,900℃保温2 h所制备的陶瓷具有较优良的微波介电性能:εr=6.85,Qf=31690 GHz,τf=-28×10-6/℃,在低温共烧陶瓷领域有着潜在的应用价值。

添加ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃对(Ca_(0.7)Nd_(0.2))TiO_3-(Li_(0.5)Nd_(0.5))TiO_3陶瓷低温烧结和性能的影响

采用传统固相反应法合成(Ca0.7Nd0.2)TiO3-(Li0.5Nd0.5)TiO3(简称CLNT)陶瓷粉体。研究添加ZnO-B2O3-SiO2(简称ZBS)玻璃对CLNT陶瓷的烧结特性,微观组织,相组成及介电性能的影响。结果表明:添加ZBS玻璃的样品主晶相仍是钙钛矿相,但有少量的Nd2Ti2O7相出现。通过添加5wt%ZBS玻璃,可以使CLNT陶瓷的烧结温度从1200℃降低到925℃,并且在925℃烧结2h的CLNT陶瓷介电性能优良:εr=95.21,tanδ=0.01,τf=6ppm/℃.

ZnO-B_2O_3-SiO_2系统低介陶瓷的烧结工艺研究

通过热分析确定基本的的烧结温度制度，并且调整烧结工艺参数使粉料在不同的条件下进行烧结，通过对烧成后的样品的表观性能、介电性能和微观结构的分析，探讨了不同烧结制度对于ZnO-B2O3-SiO2系统的介电性能的影响。结果表明：该陶瓷系统致密化过程主要发生在900～1050℃之间，采用最高烧结温度1050℃，保温时间为60min．快速冷却（-20℃／min）的工艺烧成的陶瓷，致密性好，晶粒分布均匀且粒径大小适中，具有良好的介电性能（εr=4．75，tgσ=9．001，1MHz）。

BaO含量对ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3-BaO系玻璃结构及性能的影响

采用熔融法制备了ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3-BaO系玻璃,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和热膨胀仪等技术手段研究了不同BaO含量(摩尔分数)(0~20%)对该体系玻璃结构及热性能的影响,采用质量损失法评价了玻璃的耐水性。结果表明:在所研究组成范围内,熔制温度为880℃均可制得均质玻璃;随着BaO含量的增加,玻璃特征温度呈上升趋势,玻璃的热稳定性逐渐增强,[BO_4]四面体逐渐转化为[BO_3]三角体,[BiO_6]八面体转化为[BiO_3]三角体,玻璃密度减小,耐水性变差,热膨胀系数增大。

复合助烧剂对0.4CaTiO_3-0.6(Li_(1/2)Nd_(1/2))TiO_3陶瓷的低温烧结及性能的影响

采用传统的固相反应法制备了0.4CaTiO3-0.6(Li1/2Nd1/2)TiO3(CLNT)微波介质陶瓷,研究了复合添加BaCu(B2O5)(BCB)和2ZnO-B2O3(ZB)玻璃对CLNT陶瓷的烧结特性、相组成、微观形貌及介电性能的影响。结果表明:复合添加质量分数3%的ZB玻璃和5%的BCB能使CLNT陶瓷的烧结温度从1 300℃降至925℃。随着BCB添加量的增加,介电常数先增大后减小,介质损耗先下降后趋于稳定,频率温度系数减小。添加3%的ZB和5%的BCB的CLNT陶瓷在925℃烧结2 h,获得了最佳综合介电性能:εr=83.2,tanδ=0.013,τf=35.7×10–6/℃,满足高介多层片式微波元器件的设计要求。

ZBL低温助烧CaCu_3Ti_4O_(12)高介电陶瓷的研究

采用固相合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)微波介质陶瓷基体粉体,通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-La_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的(CCTO)陶瓷的物相组成及结构特点,研究ZBL玻璃的掺杂量对CCTO样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:添加10%(质量分数)ZBL玻璃的CCTO陶瓷在960℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:εr=112,tanδ=0.0027,τf=-2×10-6/℃。

低温烧结Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3微波介质陶瓷

研究了复合烧结助剂ZnO-B_2O_3SiO_2(ZBS)玻璃和LiF添加量对Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3(CLLNT)陶瓷相结构、烧结特性及介电性能的影响。加入复合烧结助剂(ZBS玻璃和LiF)后,CLLNT陶瓷的烧结温度从1400℃降至1000℃;当ZBS玻璃的添加量为4%(质量分数,下同)、LiF的添加量小于3%时,CLLNT陶瓷样品中没有发现第二相,主晶相仍为斜方钙钛矿结构;当ZBS玻璃的添加量为4%、LiF的添加量为1%时,CLLNT陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳性能,介电常数ε_r=97,Q×f=1286GHz,T_(CF)=43×10^(-6)/℃(4GHz)。

ZBL低温助烧Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3微波介质陶瓷

通过XRD衍射仪、SEM扫描电镜表征掺杂ZnO-B_2O_3-Li_2O_3(ZBL)低软化点玻璃助烧剂的Ca_(0.6)La_(0.8/3)TiO_3-Li_(0.5)Nd_(0.5)TiO_3(CLLNT)陶瓷样品的物相组成及结构,研究ZBL玻璃的掺杂量对CLLNT样品烧结性能及微波介电性能的影响。研究表明:加入助烧剂(ZBL)后,CLLNT陶瓷的烧结温度降低至950℃;添加9 wt%ZBL玻璃的CLLNT陶瓷在950℃烧结3h,能够获得较好的介电性能:ε_r=82,tanδ=0.0026,τ_f=16 ppm/℃(1 MHz)。

Ca[(Li,Nb)Zr]O_(3+δ)微波陶瓷的低温烧结机理研究

研究了ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃添加对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3+δ(CLNZ)陶瓷相转变、晶体结构及微波介电性能的影响。XRD及SEM显示,ZBS玻璃添加可使CLNZ钙钛矿陶瓷在940℃获得单相致密的结构,但当ZBS玻璃的质量分数超过10%后,陶瓷中开始出现Ca2Nb2O7型烧绿石相。在烧结过程中ZBS玻璃相富集在晶界处,表明烧结过程中它起到液相烧结助剂的作用,可有效地将CLNZ陶瓷的烧结温度从1 170℃降低到940℃。且在ZBS玻璃相的诱导下,CLNZ陶瓷晶体发生了从(121)面到(101)面的择优取向转变。在最佳烧结条件940℃、4h下,在w(ZBS)=15%玻璃掺杂的CLNZ陶瓷中,其微波介电性能为介电常数εr=32.0,品质因数与频率之积Q.f=6 640GHz,频率温度系数τf=27.1μ℃-1,且该陶瓷体系不与Ag发生化学反应,可广泛应用于低温共烧陶瓷(LTCC)领域。

(Zn_(0.9)Mg_(0.1))TiO_3微波介质陶瓷低温烧结研究

采用传统固相法对使用Mg取代一部分Zn形成的六方钛铁矿型无限固溶体(Zn0.9Mg0.1)TiO3陶瓷进行了低温烧结研究。低熔点玻璃ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)的加入提高了烧结致密度,使烧结温度降低到900℃以下,制得了不含Zn2TiO4的单一六方(Zn0.9Mg0.1)TiO3相陶瓷,其微波介电性能优异。加入质量分数为0.5%的ZBS玻璃时,在900℃成瓷良好,介电常数εr=20.53,品质因数与频率的乘积Q×f=61 630GHz(f=7.4GHz)。

掺杂Zn-B-Si-O纳米复合物对BaTiO3陶瓷结构及性能的影响

为了提高BaTiO3陶瓷的介电性能并降低烧结温度,采用溶胶–凝胶法合成的Zn-B-Si-O(ZBSO)纳米复合物和BaTiO3粉体为原料制备了BaTiO3陶瓷。通过XRD、SEM、EDXA和介电性能测试系统研究了ZBSO的煅烧温度、掺杂量和烧结温度对BaTiO3陶瓷的组成、结构和性能的影响。结果表明:ZBSO掺杂量为质量分数0.40%的BaTiO3陶瓷,室温相对介电常数约为3 700,居里峰相对介电常数达9 000以上,介质损耗为0.17×10–2,烧结温度降低至1 200℃。

不同ZnO含量锌硼硅低熔点玻璃的结构与性能

利用高温熔融法制备锌硼硅玻璃,通过红外光谱、线膨胀系数的测定、粒径分布范围的确定、耐酸碱腐蚀性的定性分析等讨论了不同ZnO含量锌硼硅玻璃的网络结构、热学性能、化学稳定性等。并利用扫描电子显微镜和X-射线能谱仪等手段表征了锌硼硅低熔点玻璃粉体的形貌、成分。

掺ZBS玻璃低温烧结YIG铁氧体及其磁性能研究

采用普通陶瓷工艺,分别制备了不同ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃掺量的Y3Fe5O12(YIG)和Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe4.4V0.6O12(YBiCaVIG)铁氧体样品。分析了样品的物相组成、显微结构及磁性能。结果表明,ZBS玻璃能有效地降低YIG和YBiCaVIG陶瓷的烧结温度,当w(ZBS)=10%时,其烧结温度可分别降低到1 280℃和950℃,但XRD显示烧结体中分别出现少量SiO2和YFeO3(YIP)杂相,SEM显示样品的晶粒大小约2～4μm,气孔率偏高。添加ZBS玻璃后材料的饱和磁化强度4πMs下降,铁磁共振线宽ΔH增大,但由于烧结体晶粒较细,自旋波线宽ΔHk较大,可作为YIG大功率材料使用。