论文部分内容阅读
与Si（3.5×106/℃）、GaAs(6.5×106/℃)等匹配的普通LTCC材料的热膨胀系数通常小于7×106/℃。但与高膨胀系数的钢材（12×10-6/℃～13×10-6/℃）匹配则要求低温共烧陶瓷基板具备与之相适应的热膨胀系数。本文通过烧结微晶玻璃及玻璃/陶瓷复合的方法制备了高膨胀低温共烧陶瓷基板材料。实验运用差热分析(DTA)，X射线衍射(XRD)，影像式烧结点试验仪(HSM)等测试方法对试样进行了分析。在烧结微晶玻璃的研究中，首先选取了BaO-Al2O3-SiO2玻璃系统，研究Al2O3在该系统玻璃和微晶玻璃中的作用。然后，探讨了B2O3替代Al2O3以及SiO2与BaO的化学计量比对BaO-Al2O3-B2O3-SiO2系玻璃的热学性质、析晶行为、烧结特性以及理化性质的影响。在玻璃/陶瓷复合材料的研究中，论文采用了BaO-ZnO-B2O3-SiO2系统玻璃。通过性能比对，最终选取了45BaO-10ZnO-12B2O3-33SiO2(mol％)玻璃与鳞石英粉体进行复合，研究了组成及热处理制度对复合材料性能的影响。
实验结果如下:
(1)BaO-Al2O3-SiO2系玻璃中提高Al2O3含量有利于钡长石晶体的析出，从而提高机械强度。但重硅酸钡晶体减少，从而降低了微晶玻璃的热膨胀系数。此外，过高的Al2O3含量不利于低温烧结。
(2)BaO-Al2O3-B2O3-SiO2系玻璃随B2O3替代Al2O3量的增加及SiO2与BaO化学计量比的降低，玻璃析晶倾向增强，烧结温度降低。29％BaO-7％Al2O3-6％B2O3-58％SiO2(mol％)玻璃在850℃/2hrs.烧结的气孔率为0.97％，同时析出重硅酸钡和钡长石，热膨胀系数为9.91×10-6/℃。
(3)BaO-ZnO-B2O3-SiO2系玻璃中45BaO-10ZnO-12B2O3-33SiO2(mol％)具有较低的软化温度和较强的析晶能力。800℃/2hrs.烧结析出的主晶相为单斜Ba2Si3O8晶体。将该玻璃与鳞石英粉体按1:1的比例复合，950℃/2hrs.烧结后的复合材料含有重硅酸钡和鳞石英晶体。该复合材料具有较低的介电常数(5.42)和气孔率(0.54％)，较高的热膨胀系数(13.37×10-6/℃)。