熔融石英陶瓷材料介电性能影响因素分析

采用凝胶注模成型工艺制备熔融石英陶瓷,通过XRD、SEM和电性能网络分析仪对陶瓷样品的晶体结构、微观形貌、介电性能进行分析,研究了熔融石英陶瓷介电性能的影响因素,为筛选制备石英陶瓷材料最优工艺方案提供依据。研究结果表明:材料制备工艺一定时,制备不同厚度的石英陶瓷板,平铺烧结,同一块方板沿垂直方向自上而下,密度逐渐下降,密度与介电常数呈正相关,密度每上升0.01 g/cm^(3),介电常数对应上升0.01~0.02,密度对损耗角正切数值影响不大;同一块板同样厚度位置,边角与中间位置的密度几乎没有变化;同一块板,同样厚度方向,介电常数变化不大;石英陶瓷板中引入松香导致试样更致密,密度升高,介电常数随之增大;相同密度的试样,采用不同的介电测试方式计算所得的介电常数有约0.03的偏差。

石英陶瓷的制备技术及应用进展

石英陶瓷具有热膨胀系数小、热稳定好、介电常数低等优良特性,是诸多结构材料和功能材料领域的关键产品。基于石英陶瓷材料的性能优势及制备工艺,详细分析了高纯石英粉体的制备技术、石英陶瓷制备过程中的关键技术,归纳了提升石英陶瓷各项性能的关键因素及控制原理,分析了石英陶瓷在航空航天、浮法玻璃、电子、冶金、太阳能多晶硅等国家战略需求领域的应用现状,并对石英陶瓷未来的发展方向和解决方案进行了展望。

高温热冲击试验对熔融石英陶瓷天线罩材料性能的影响

熔融石英陶瓷材料由于其低膨胀系数、低导热系数、低介电常数及介电损耗、耐腐蚀以及热稳定性好等优点被认为是新型飞行器天线罩的潜在材料。通过对熔融石英天线罩在短时热冲击试验前后的材料性能进行对比,以及对材料性能测试、扫描电镜及XRD开展分析,发现由于热冲击时扩散迁移行为,使熔融石英颗粒熔融连接成片,显著提高了材料的弯曲强度。同时,试验后材料密度、线膨胀系数、比热容、介电性能等未发生明显变化。

复合石英陶瓷雷达天线罩用防水防潮涂层的制备与性能研究

复合石英陶瓷(SiO_(2f)/SiO_(2))具有优异的力学性能和介电性能,被广泛应用于雷达天线罩,但结构中含有较多亲水基团和孔隙,易吸水吸潮。为降低SiO_(2f)/SiO_(2)的吸水吸潮率,以含有—CF_(3)的低表面张力三氟丙基三甲氧基硅烷(TFTES)为疏水修饰剂,甲基或氟代甲基硅树脂(JP或RU树脂)为涂料主体,有机蒙脱土(OMMT)为填料,制备了系列防水防潮涂层。研究结果表明:对复合石英陶瓷进行疏水修饰后,使用OMMT含量为1.5%的OMMT/RU涂覆3道,所得试样吸水率最小,为0.31%;使用OMMT含量为1%的OMMT/JP涂覆3道,所得试样吸潮率最小,为0.44%。综合厚度和质量增加因素考虑,涂覆3道OMMT_(1.5)/RU_(100)试样防水防潮能力最强,介电性能良好。

聚醚酰亚胺底涂剂增强石英陶瓷/异种材料胶接性能

为提高石英陶瓷与低膨胀合金钢、碳纤维复合材料等异种材料的胶接强度,设计并制备了一种新型的含硅烷侧链的聚醚酰亚胺底涂剂(BDA-K),测试了底涂剂增强的石英陶瓷/异种材料的胶接强度,分析了底涂剂对胶接结构的作用机理。研究结果表明:BDA-K可以显著提高石英陶瓷与异种材料的胶接强度;与无底涂剂时相比,石英陶瓷/碳纤维复合材料室温下的胶接强度提升率为45.7%、280℃下胶接强度提升率为67.0%;石英陶瓷/4J36低膨胀合金钢材料室温下的胶接强度提升率为70.4%、300℃下胶接强度提升率为126.0%。

烧结温度对凝胶注模成型熔融石英陶瓷性能的影响

烧结是陶瓷材料的关键制备工序,会直接影响陶瓷材料的性能。采用注凝成型方法制备了大尺寸熔融石英陶瓷材料,在不同温度下进行烧结并分别对烧结后的坯体体积质量、气孔率、收缩率、抗弯强度、抗压强度进行了测试,同时进行了XRD、SEM表征。结果表明,当烧结温度为1 190℃时,注凝成型熔融石英陶瓷试样抗折强度、抗弯强度均出现峰值,试样的综合性能最佳。

熔融石英陶瓷的开发及应用

概述了熔融石英陶瓷的制造工艺及性能特点，对比分析了其国内外发展概况，介绍了石英陶瓷辊、闸板砖、空心辊、旋转管等几种高档熔融石英陶瓷制品的开发进展及应用情况。

熔融石英陶瓷的研究及应用进展

主要介绍了石英陶瓷的成型技术、烧结方法、添加剂对熔融石英陶瓷烧结性能的影响及其应用现状。振动压力注浆成型是在传统的注浆工艺基础上改进而成的,能显著提高陶瓷坯体的强度,而凝胶注模成型技术则非常适用于成型复杂形状的陶瓷制品,二者均为石英陶瓷比较成熟的成型技术;在烧结过程中升温速率和冷却速率是影响石英陶瓷性能的关键因素,通过添加B4C和Si3N4能显著提高石英陶瓷制品的致密度;目前石英陶瓷已广泛应用于冶金、玻璃、钢铁、航空等诸多领域。

保温时间对熔融石英陶瓷析晶及物理性能的影响

熔融石英陶瓷具有良好性能,广泛应用于高技术领域。本文通过XRD、SEM等分析手段研究了保温时间对熔融石英陶瓷析晶及物理性能的影响。结果表明随着保温时间增加,熔融石英陶瓷体积密度随之增大,抗弯强度先增大后逐渐降低;当保温时间大于5 h后,熔融石英开始析出α-方石英晶体,析晶程度随保温时间延长而加剧。结合表面显气孔率、内部气孔电镜照片以及XRD图谱,分析气孔大小、分布及结晶相对抗弯强度影响。

外加剂对熔融石英陶瓷烧结性能的影响

为改善熔融石英陶瓷材料的低温烧结性能 ,选用石英玻璃粉为主要原料 ,研究了H3 BO3 、B4C、Si、SiC、CeO2 和Y2 O3 六种外加剂对熔融石英陶瓷烧结性能的影响。结果表明 :添加Si、SiC、CeO2和Y2 O3 时对熔融石英陶瓷的低温烧结的促进作用较小 ;H3 BO3 和B4C能有效地促进熔融石英陶瓷的烧结 ,加入相同量的H3 BO3 和B4C外加剂时 ,B4C对材料烧结性能的影响明显强于H3 BO3 。H3 BO3 的高温分解产物和B4C的氧化产物均为B2 O3 ,高温下B2 O3 能增加材料中的液相生成量 ,加快材料的扩散传质 ,从而促进材料的烧结。

石英陶瓷天线罩封孔增强涂层的研究

对石英基体进行封孔和防潮处理,分析了密度、吸水率、气孔率、强度及介电性能的变化,封孔和防潮处理后基体强度明显增加,而对介电性能没有影响。

添加剂对石英陶瓷浆料性能的影响

以乳酸、阿拉伯树胶、丙三醇和聚乙烯醇作为添加剂,研究了不同添加剂对石英浆料pH值、粘度和悬浮性的影响,并对添加剂的作用机理进行了探讨。研究结果表明,乳酸和丙三醇对石英浆料的分散性和流动性有改善作用,聚乙烯醇具有增加浆料悬浮性的效果,阿拉伯树胶的添加不利于浆料系统的分散和稳定。

石英陶瓷坩埚对多晶硅铸锭质量的影响

分别从多晶硅铸锭利用率、少子寿命和外观质量三个方面对比分析了三个不同厂家的石英陶瓷坩埚对多晶硅铸锭质量的影响。对比分析各项指标后,判断b厂家的坩埚性能优异,得到的多晶硅铸锭质量最好,适合于大规模生产。

石英陶瓷高温熔融工况动态热响应特性试验及仿真研究

本文介绍了一种针对高超声速飞行器石英陶瓷防护罩在高温熔融工况下动态热响应特性试验方法,该试验方法通过燃气流发动机实现了石英陶瓷罩体高温瞬态热冲击性能考核试验条件。针对石英陶瓷罩体试验件开展了石英陶瓷材料晶相转变特性及表面微裂纹机理研究,获得了石英陶瓷材料在高温熔融工况下的烧蚀热响应特性。并对熔融工况试验过程及冷却过程中热应力分布进行了验证分析,对石英陶瓷材料在高超声速飞行器上的应用具有一定的指导意义。

复合添加剂对熔融石英陶瓷析晶的影响

以粒径≤0.10 mm的熔融石英粉为主要原料,分别添加相对于熔融石英粉质量1%、2%、3%的复合添加剂B4C-Yb2O3(B4C与Yb2O3的质量比为1:1)或Si3N4-Nd2O3(Si3N4与Nd2O3的质量比为1:1),以聚乙烯醇为结合剂,经搅拌、成型、干燥后,分别于1300、1350和1400℃埋炭(石墨)保温1 h热处理,然后在常温～1200℃对烧后试样进行热膨胀试验,并对其进行XRD分析,以研究复合添加剂B4C-Yb2O3和Si3N4-Nd2O3对熔融石英陶瓷在热处理过程中析晶的影响。结果表明:添加B4C-Yb2O3或Si3N4-Nd2O3对熔融石英热处理过程中的析晶均有不同程度的抑制作用,且B4C-Yb2O3抑制熔融石英析晶的效果比Si3N4-Nd2O3的更好,尤其是在较高的热处理温度下。

精细熔融石英陶瓷技术研究及开发应用的新进展

概述了熔融石英陶瓷的发展历程和性能特点,介绍了石英陶瓷制造技术和性能提高的新进展,举例说明了石英陶瓷新产品在玻璃、能源、冶金、航天和国防军工等领域开发应用的新进展。

等静压成型熔融石英陶瓷的研究

介绍了等静压成型熔融石英陶瓷的技术,研究了水分含量、粒径分布、粘合剂的加入量及烧成温度对制品的成型性能、体积密度、弯曲强度和显气孔率等性能的影响。结果表明:当水分含量在0.3%～1.0%(质量分数)之间,粒径分布为双峰分布,PVA加入量为1.5%,最高烧成温度为1250℃时,能成功制备出性能优异的熔融石英陶瓷天线罩。

熔融石英陶瓷制备工艺的比较研究

分别介绍了注凝成型和等静压成型熔融石英陶瓷的技术,对两种成型工艺制品的生产周期、烧成制度、制品性能和灯检效果等作了比较。结果表明:等静压成型制品生产周期比注凝成型大大缩短,制品结构均匀,无阴影,性能优异。

高固相、低粘度熔石英陶瓷料浆特性的研究

制备高固相、低粘度、高分散性和稳定性的料浆是原位凝固成型高性能熔石英陶瓷的基础。本文通过 研究熔石英颗粒在液相介质中的某些胶体特性,分别讨论了pH值对料浆稳定性和流动性的影响;乳酸对熔石英、水系 统的稀释和分散机理;分散剂的用量对胶体性质的调节作用。

加入物对石英陶瓷烧结和析晶的影响

研究了加入物Ｈ_３ＢＯ_３和Ｈ_３ＰＯ_４对石英陶瓷的烧结和析晶的影响。结果表明，加入适量的Ｈ_３ＢＯ_３或Ｈ_３ＰＯ_４有助于试样的烧结，随着烧成温度的提高，加入物可抑制石英玻璃的析晶。