MgO-Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷制備工藝與力學性能研究.pdf

1、MgO-A12O3-SiO2系統(tǒng)堇青石基玻璃陶瓷的介電損耗低、熱穩(wěn)定性好、機械強度高，是一種優(yōu)良的介質(zhì)材料，在微電子、航天、航空工業(yè)有較多的應用。一直以來，人們對它的研究和應用開發(fā)十分活躍。
　　本文對玻璃陶瓷的發(fā)展歷史、制備技術及其應用作了較系統(tǒng)的評述。采用TiO2+ZrO2復合晶核劑，以熔融法制備了MgO-A12O3-SiO2系統(tǒng)玻璃陶瓷，其主晶相為α-堇青石、尖晶石、假藍寶石等。用X射線衍射儀(XRD)測定了材料的物相組成，

2、用掃描電鏡(SEM)觀察了材料的顯微結構。
　　實驗表明，晶核劑TiO2能有效促進MgO-A12O3-SiO2系統(tǒng)玻璃的晶化，晶核劑含量為6％或低于6%時，玻璃的析晶由表面開始，發(fā)生表面析晶。在以二氧化鈦和二氧化鋯作為復合晶核劑的實驗中，隨著復合晶核劑含量的增加，玻璃的晶化溫度降低，析晶能力增強。熱處理后玻璃陶瓷中主要析出假藍寶石、尖晶石和ZrTiO3晶相。熱處理制度對玻璃陶瓷的性能影響很大。就本文研究的玻璃陶瓷系統(tǒng)而言，鎂鋁鈦酸

3、鹽作為初晶相于780℃左右析出，隨著溫度的升高，玻璃中依次析出假藍寶石、尖晶石、α-堇青石、頑火輝石等晶體。α-堇青石于1150℃左右開始析出。由于熱處理工藝的不同，導致玻璃陶瓷中析出的晶相的類型、相對含量及晶粒尺寸的不同，極大地影響了材料的最終性能。
　　經(jīng)過整合后，最優(yōu)的復合晶核劑含量為TiO2-7%/ZrO2-3%，最優(yōu)熱處理制度為:800℃-1小時、1190℃-1小時。此條件下所獲得的玻璃陶瓷的抗彎曲強度，可穩(wěn)定控制在32