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《长沙理工大学》 2009年
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Al_2O_3陶瓷及其表面金属化的低温烧成技术研究

龙颖  
【摘要】:为了促进真空电子器件的应用,氧化铝陶瓷及其表面金属化得到广泛的关注和研究。本文以氧化铝陶瓷及其表面金属化为研究对象,通过添加BaO- Al_2O_3-SiO_2(BAS)微晶玻璃的母体玻璃,实现了氧化铝陶瓷及其表面金属化在1400~1550℃温度下烧成,采用DSC/TG、SEM、XRD等分析测试手段,系统研究了BAS玻璃的特性及影响氧化铝陶瓷及其表面金属化性能的因素。 设计并制备了一种用作烧结助剂的BaO-Al_2O_3-SiO_2玻璃。测试表明,该玻璃的软化温区为1340~1390℃,熔融温度为1450℃,在降温冷却过程中,析出钡长石晶体,可以作为烧结助剂,实现低温液相烧结。 以BAS玻璃作为烧结助剂,液相烧结合成了Y_2Si_2O_7,Y_2SiO_5,3Al_2O_3·2SiO_2及La_2Zr_2O_7复合氧化物陶瓷,对各复合氧化物陶瓷进行了相分析、微观形貌分析及热膨胀系数测定。结果表明:采用钡长石微晶玻璃的母体玻璃作为烧结助剂,可实现高熔点复合氧化物陶瓷的低温烧成,制备了以设计的复合氧化物为主晶相,母体玻璃析晶得到钡长石为次晶相的复合氧化物陶瓷。 系统研究了添加BAS玻璃后氧化铝陶瓷烧结致密化的各项因素。实验结果表明,氧化铝陶瓷的烧结致密化受BAS玻璃与Al_2O_3的配比、生坯密度及烧结工艺等因素的影响;当生坯密度为2.7~2.9g/cm~3时,95%氧化铝陶瓷于1500℃烧结,其相对密度可达97.3%;分析了添加BAS玻璃烧结氧化铝陶瓷的力学性能影响因素,结果表明,气孔率越小,氧化铝陶瓷烧结越致密,其力学性能越好;晶粒越小,分布越窄,且晶型一致,则氧化铝陶瓷的力学性能越好。 系统分析了Mo粉粒径、BAS含量和烧结温度对氧化铝陶瓷表面金属化层表面状况及性能的影响。选Mo粉粒径为1~3μm,BAS含量为15~25%,烧结温度为1400~1570℃时制得的氧化铝陶瓷金属化样品表面较为平整、均匀、连续,与封接金属钎焊连接样品的抗拉强度超过260MPa。 采用SEM和能谱分析,探讨了氧化铝陶瓷表面金属化机理。结果表明,BAS玻璃液相烧结Mo金属层可以用玻璃相迁移理论和Mo烧结理论解释。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TQ174.1

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