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《中南大学》 2011年
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BeO粉体制备、凝胶注模成型及其烧结的研究

王小锋  
【摘要】:BeO陶瓷具有高热导率、低介电常数、高绝缘性、优异的力学性能和良好的化学稳定性与抗热冲击性等特点,在电子封装、热防护和核工业技术等领域得到广泛应用。国外发达国家已经研制出高性能的BeO陶瓷,但我国的研究相对落后。为了获得高性能的BeO陶瓷,本文主要从粉体处理与制备、凝胶注模成型和烧结技术三方面进行研究。 研究微米级BeO粉体的煅烧预处理工艺,从而改善其悬浮液的性能。研究表明制备高固相体积分数悬浮液的BeO粉体的煅烧工艺为在较高温度(1300~1500℃)的条件下煅烧较短的时间(1-2h)。 采用聚丙烯酰胺凝胶法制备纳米级BeO粉体。分析凝胶网络形成和凝胶前驱体热分解过程,研究BeO纳米晶的结晶和生长机制,以及单体浓度、盐浓度和单体/交联剂比例等影响因素对粉体制备过程及其性能的影响。 制备BeO粉体悬浮液并研究其流变性能。在有或无分散剂添加的条件下,研究了微米级和纳米级BeO粉体的等电点。对于微米级BeO粉体悬浮液,研究pH值、分散剂类型及加入量和固相体积分数对悬浮液流变性能的影响,并采用5种模型对固相体积分数与粘度之间的关系进行拟合分析。对于纳米级BeO粉体悬浮液,研究分散剂加入量和固相体积分数的影响,分析悬浮液的流变行为,认为其屈服应力(τy)与固相体积分数(φ)之间的关系满足方程:τy=2094.7φ4.697,并确定BeO纳米粉体悬浮液的分形维数为Df=2.14,最大固相体积分数为φm=0.266。从内部微观结构的角度,分析了BeO悬浮液剪切变稀和剪切增稠等流变行为变化规律。 研究凝胶注模丙烯酰胺凝胶体系的凝胶反应、均匀性和强度,并确定各工艺参数较合适的范围。增加引发剂浓度、催化剂浓度和单体浓度或者升高反应温度,凝胶反应诱导期和反应期均缩短,但单体/交联剂比例对诱导期和反应期影响不大。增加悬浮液的固相体积分数,诱导期缩短而反应期却延长。过高或过低的引发剂浓度、催化剂浓度、单体浓度和反应温度,均降低凝胶均匀性。纯凝胶和坯体强度随着单体浓度的增加而增加。随着单体/交联剂比例的降低,凝胶均匀性下降,坯体强度增加;当单体/交联剂比例低于某一值(15:1)时,凝胶均匀性急剧下降。随着固相体积分数的增加,凝胶注模坯体强度逐渐下降,但均匀性却升高。 采用液体干燥方法干燥凝胶注模坯体。探讨液体干燥过程和液体干燥应力,并建立模型对干燥过程中的应力及其分布进行分析,并研究液体干燥剂类型、液体干燥剂浓度、坯体固相体积分数和尺寸等因素的影响。随着液体干燥的进行,坯体内部的压应力逐渐转变为拉应力,而外部的拉应力逐渐转变为压应力。 研究微米级和纳米级BeO粉体的烧结及所得陶瓷的微观组织结构与导热性能。在1650℃、2h的条件下烧结添加Pr6O11的BeO陶瓷致密度和热导率最大,分别为91.02%和234.18 W·m-1·K-1。采用纳米级粉体制备BeO陶瓷的烧结温度为1600℃左右,比微米级的烧结温度至少降低200℃。采用纳米级粉体制备BeO陶瓷较合适的二步烧结工艺为:(1450℃、1min)+(1400℃,25h)。该工艺下所得陶瓷的微观组织结构较均匀,致密度和热导率均较高,分别为96.6%和237 W·m-1·K-1。 提出并验证响应凝胶注模成型技术。在凝胶体系中引入“排水通道”高分子支链将坯体中的水分排出、促进坯体自收缩,解决现有凝胶注模成型技术中干燥效率低和悬浮液固相体积分数要求高的问题。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高尚通;跨世纪的微电子封装[J];半导体情报;2000年06期
2 田民波,梁彤翔,何卫;电子封装技术和封装材料[J];半导体情报;1995年04期
3 李艳;郭志猛;郝俊杰;高玉喜;;工艺参数对凝胶注模成型不锈钢坯体强度和烧结密度的影响[J];北京科技大学学报;2008年01期
4 马利国,黄勇,杨金龙,苏亮,赵雷;凝胶注模成型固化过程及其影响因素——陶瓷浆料凝胶点测定及其影响因素的研究[J];成都大学学报(自然科学版);2002年02期
5 张迎九,王志法,吕维洁,谢佑卿,姜国圣,周洪汉,徐桢;金属基低膨胀高导热复合材料[J];材料导报;1997年03期
6 黄强,顾明元,金燕萍;电子封装材料的研究现状[J];材料导报;2000年09期
7 王亚利;郝俊杰;郭志猛;;凝胶注模成型生坯强度影响因素的研究[J];材料科学与工程学报;2007年02期
8 邵忠宝,李国荣;高分子网络凝胶法制备纳米ZnO粉料[J];材料研究学报;2001年06期
9 杨晓红;范志康;梁淑华;肖鹏;;添加Y_2O_3对CuW触头材料性能的影响[J];材料研究学报;2007年04期
10 高尚通,杨克武;新型微电子封装技术[J];电子与封装;2004年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁黎光,丁伟;电子封装中防止树脂内应力的研究[J];工程塑料应用;2005年08期
2 陈爱武;;PA/Cu复合粉末激光烧结成型机理研究[J];工程塑料应用;2008年06期
3 杨晓峰;李巧玲;陈志萍;韩红丽;;新型无卤阻燃共聚酰胺66的制备及表征[J];工程塑料应用;2008年09期
4 刘伟涛;王炼石;蔡彤旻;张安强;曾祥斌;;EPDM-g-MAN的合成及AEMS的冲击性能研究[J];工程塑料应用;2009年03期
5 潘晓艳;方斌;陈长鑫;;环氧树脂/多壁碳纳米管导电复合材料研究[J];工程塑料应用;2009年03期
6 樊卫华;彭志宏;李贵勋;白娟;陈金周;王经武;;增韧聚乙烯母料的化学结构研究[J];工程塑料应用;2011年06期
7 刘昌龄;汪晓波;吴世彪;徐玲;;掺杂铁二氧化钛纳米粉体日光催化活性的研究[J];合肥师范学院学报;2008年03期
8 刘辰树;刘昌龄;;掺铁TiO_2纳米粉体的制备工艺对光催化活性的影响[J];合肥师范学院学报;2009年03期
9 桂君;钱家盛;魏强;章于川;;HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年01期
10 张明刚;赵广荣;;生物相容性磁性纳米复合粒子的制备与表征[J];安徽职业技术学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱小军;禹胜林;严伟;;4J42合金外壳气密封装的脉冲激光焊[A];2008中国电子制造技术论坛论文集[C];2008年
2 王路平;刘洪涛;曹守范;靳晶;高继萍;;不同含量和尺寸的氧化铝空心球对浆料流变性的影响[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
3 张士元;郑百林;吴景深;贺鹏飞;;芯片封装中翘曲问题的三维有限元数值模拟[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
4 吴艳青;施惠基;;粉末冶金热压过程界面扩散与应力场耦合的力学模型[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
5 崔伟;王承哲;周兴平;解孝林;;端羟基聚丁二烯/玻璃微珠悬浮体系的流变行为[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
6 汪长安;陈瑞峰;刘伟渊;周立忠;黄勇;;凝胶注模新工艺制备超轻质氧化铝陶瓷[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
7 王伟;段跃新;肇研;石凤;;气相白炭黑对环氧树脂流变特性的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
8 李艳霞;张巨成;刘俊友;刘国权;;电子封装用轻质、高硅含量铝硅合金的研究进展[A];第七届全国材料科学与图像科技学术会议论文集[C];2009年
9 王金锋;;熔体析晶温度制度探讨[A];华北地区硅酸盐学会第八届学术技术交流会论文集[C];2005年
10 庄梓豪;余其俊;韦江雄;;矿物掺合料对干粉砂浆性能的影响及配比的优化[A];第二届全国商品砂浆学术交流会论文集[C];2007年
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1 王永东;氩弧熔敷原位自生颗粒增强镍基复合涂层研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 杨春;羟基磷灰石(HAP)材料制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张洁;SiCp/Cu基复合材料的研制及性能研究[D];江苏大学;2010年
4 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
5 孙朝阳;基于超分子环糊精的共聚物合成及其包络吸附性能研究[D];华东理工大学;2011年
6 傅乐峰;聚羧酸超塑化剂的合成、性能和分散吸附行为研究[D];华东理工大学;2010年
7 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
8 祝琳华;新型NZP族催化剂载体材料的合成及应用研究[D];昆明理工大学;2010年
9 刘述忠;纳米掺锑氧化锡(ATO)粉体制备及其浆料稳定性[D];昆明理工大学;2009年
10 杨婷婷;基于集料功能设计的水泥石界面性能研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周阵阵;基于细观力学方法的脆性基体短纤维复合材料性能预报[D];安徽工程大学;2010年
2 叶佳佳;多孔型苯丙胶乳膜的构建及其在织物整理中的应用[D];浙江理工大学;2009年
3 张勇;Bi系Fe、Co氧化物的制备、结构与性能[D];浙江理工大学;2010年
4 陈凯;纳米CaCO_3改性聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李霄;过渡金属氧化物、硫化物纳米结构的形貌控制及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
6 侯黎黎;聚丙烯蜡接枝与乳化研究[D];郑州大学;2010年
7 朱凯;低膨胀堇青石材料的制备与性能研究[D];郑州大学;2010年
8 栾苗;以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子[D];郑州大学;2010年
9 毋娟;凝胶注模莫来石隔热材料的制备与性能[D];郑州大学;2010年
10 张欢;一维ZnO半导体纳米线的制备与场发射特性研究[D];辽宁师范大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高尚通;跨世纪的微电子封装[J];半导体情报;2000年06期
2 李秀清;高密度三维封装技术[J];半导体情报;1998年06期
3 刘卫华;贾成厂;史延涛;;高碳钢凝胶注模成形工艺[J];北京科技大学学报;2006年04期
4 ;Application of the gel casting process in iron powder metallurgy[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2006年01期
5 马利国,黄勇,杨金龙,苏亮,赵雷;凝胶注模成型固化过程及其影响因素——陶瓷浆料凝胶点测定及其影响因素的研究[J];成都大学学报(自然科学版);2002年02期
6 周龙捷,黄勇,谢志鹏,杨金龙;包覆和凝胶注模成型对氮化硅陶瓷性能的影响[J];材料工程;2001年08期
7 刘卫华;贾成厂;史延涛;;Fe-Cu-C合金的凝胶注模成形工艺的研究[J];材料工程;2006年04期
8 胡娟,邓建刚,何水样,畅柱国,赵建社,刘建宁;纳米级二氧化钛制备方法的比较研究[J];材料科学与工程;2001年04期
9 董立峰,崔作林;电弧等离子体制备纳米ZnO的气敏特性[J];材料研究学报;1998年04期
10 康雪雅,宋世庚,韩英,涂铭旌,陶明德;ZnO纳米粉对压敏陶瓷材料显微结构和电学特性的影响[J];材料研究学报;1996年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王军锋;杜宝中;王红军;王汝敏;;纳米层状双金属氢氧化物粉体制备工艺研究[J];西安理工大学学报;2006年02期
2 廖旭;李锡春;廖建中;李俊;汪广进;程庆;;滴定工艺对3Y-ZrO_2粉体制备的影响[J];山东陶瓷;2009年04期
3 杨清华;王焕平;徐时清;;氮化铝粉体制备的研究及展望[J];陶瓷学报;2010年04期
4 孙成林,连钦明,王清发;2004年我国超细粉碎机进展[J];硫磷设计与粉体工程;2005年04期
5 孙福;功能陶瓷粉体制备技术开发成功[J];建材工业信息;1996年21期
6 李中军,赵金安,申小清;SiO_2浓度对反应体系成胶特性及SiO_2凝胶粉末性能的影响[J];郑州大学学报(自然科学版);1999年02期
7 夏志国,刘云;表面活性剂在纳米材料科学中的应用[J];化学试剂;2005年04期
8 岳新艳;刘长江;茹红强;喻亮;;碳热还原法CaB_6粉体的制备[J];材料与冶金学报;2010年02期
9 喻佑华;余丽芳;袁玲玲;李海南;夏萌;;Sol-gel法制备钛酸锌微波介质陶瓷影响因素的研究[J];陶瓷学报;2010年04期
10 辛辉;朱玉丽;;纳米镁铝尖晶石粉体制备方法研究[J];内江科技;2011年05期
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1 胡兆风;赵洪喜;;燃煤型高温热管热风炉——在粉体制备过程中的应用[A];2003年中国纳微粉体制备与技术应用研讨会论文集[C];2003年
2 王寅生;;软磁铁硅铝粉体的研制[A];第5届中国金属学会青年学术年会论文集[C];2010年
3 尚春宇;李美成;耿学文;吴岩;;Y_2O_3:Eu~(3+)粉体粒子形貌改进方法研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
4 陈文;叶卫平;程旭东;彭胜;方苍松;龚正;;高温红外辐射粉体的制备与性能研究[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年
5 张建春;;反应性汉麻秆芯超细粉体制备技术与应用[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
6 杜若茜;麻健丰;王思钱;王薇;;分散剂SD-07在牙科ZTA陶瓷凝胶注模成型中的作用研究[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
7 王薇;周煜奇;麻健丰;;凝胶注模成型牙科ZTA基底冠的研究[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
8 马利国;赵雷;黄勇;杨金龙;赵济生;;煅烧金红石的凝胶注模成型[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
9 方海燕;程继贵;杨俊芳;李健;蒋秋妹;;柠檬酸燃烧法制备NiO/Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)粉体及其性能表征[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
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1 曲源;球磨新技术解决纳米植物粉体制备难题[N];中国医药报;2006年
2 闻钊;免费软件随你要[N];大众科技报;2000年
3 海港;包钢稀土院创新科研结硕果[N];中国有色金属报;2009年
4 李 斌 吴晶晶;不少纳米产品名不副实[N];中国质量报;2005年
5 王玲;纳米应用亟须标准化[N];经济日报;2005年
6 学文;安徽中鼎成功攻克纳米陶瓷“瓶颈”[N];广东建设报;2007年
7 柯文;南京工大产学研合作开发成功纳米新材料[N];中国有色金属报;2010年
8 清华大学材料系教授 黄勇;让高技术陶瓷可靠且便宜[N];科技日报;2001年
9 ;Linux十年[N];网络世界;2001年
10 张雪榕;金钼集团亮相世界粉末冶金大会[N];中国有色金属报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王小锋;BeO粉体制备、凝胶注模成型及其烧结的研究[D];中南大学;2011年
2 刘欣;聚丙烯/超细羽绒粉体复合纤维的结构与性能研究[D];东华大学;2011年
3 王修慧;镁铝尖晶石、钇铝石榴石粉体的制备研究[D];东北大学;2009年
4 郑广俭;无定形Al_2O_3-2SiO_2粉体制备及地质聚合反应机理研究[D];广西大学;2011年
5 张影;Bi系超导材料的Sol-Gel法制备、机制及掺杂研究[D];东北大学;2010年
6 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
7 任克刚;多形态AlN、Si_3N_4粉体制备及其导热硅脂复合材料研究[D];清华大学;2009年
8 康雪雅;多元纳米ZnO粉体制备电压敏感陶瓷和它的蜕变机理及稳定性[D];四川大学;2000年
9 黄云霞;微波吸收剂的制备及性能研究[D];西安电子科技大学;2009年
10 刘乐平;磷酸基地质聚合物的反应机理与应用研究[D];广西大学;2012年
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1 吴晓波;氧化物陶瓷粉体的凝胶固相法制备及其性能表征[D];上海师范大学;2012年
2 张瑾;气相法制备超细锡基无铅焊料粉体的研究[D];昆明理工大学;2010年
3 董云丹;富含木质素植物超微粉体特性及应用性研究[D];南京林业大学;2012年
4 孟宪伟;稀土改性CaMnO_3粉体的制备及其电性能[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 赵春;Ca_2Fe_2O_5粉体的制备及表征[D];陕西科技大学;2012年
6 许雅琴;Bi_2SiO_5粉体的湿化学制备与性能的研究[D];陕西科技大学;2012年
7 金晓;氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺中固化应力的测试与表征[D];中北大学;2011年
8 姚璞玉;网络法制备氮化硼(BN)粉体的研究[D];沈阳大学;2011年
9 葛如;稀土掺杂Gd基上转换荧光粉体的制备与发光性能研究[D];烟台大学;2011年
10 张旭辉;渗流型BT-NZF复相粉体的吸波机理研究[D];浙江大学;2011年
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