稀土氧化物掺杂铝硼硅酸盐玻璃介电性能和高温性能的研究
发布时间：2021-07-29 11:44
电子玻璃纤维作为覆铜板的骨架支撑材料可以应用到航空航天、超级计算机、通讯设备等电子元器件领域。并且5G通讯的出现预示着通讯向着高频、高速的方向发展,这对覆铜板的性能也提出了要求,需要覆铜板具有更低的介电常数和介电损耗。低介电玻璃纤维介电性能的优化是最为直接的方法,介电性能的优化可以加快信号的传递速度和降低能量损耗。因此,新型低介电玻璃纤维的研究非常必要。本实验研究不同含量稀土氧化物单掺和稀土氧化物取代共掺铝硼硅酸盐玻璃。通过对红外光谱和密度分析对掺有稀土氧化物的玻璃样品的结构进行表征,并对玻璃样品的介电性能和热性能进行测试,进而了解玻璃性能变化与结构变化的关系,并且研究玻璃组分变化对其结构和性能的影响。对介电性能较优的玻璃组分进行热膨胀测试和高温粘度测试,确定各玻璃样品的膨胀系数以及粘度和温度的关系,进而确定特征温度以供玻璃生产工艺的参考。具体内容如下:（1）论文研究了Pr2O3、Gd2O3和Yb2O3单掺铝硼硅酸盐玻璃的网络结构及介电性能和热稳定性能的变...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅酸盐玻璃的温度-粘度曲线
随后将所称量的原料至于混料容器进行充分混合保证原料混合均匀。将混合好的原料至于容量为 100ml 的氧化铝坩埚中，并将盛有原料的氧化铝坩埚至于升降式高温电阻炉中进行熔料，玻璃熔料温度达到 1550℃并保温 3h 以确保玻璃熔液充分混合均匀并保持熔液澄清。待原料充分熔融并澄清后，将玻璃熔液从 1550℃的高温中取出倒至石墨板上成型，待玻璃成型后，将成型的玻璃块迅速移至温度为 600℃~650℃的马弗炉中保温 3h 对玻璃样品进行退火处理以去除玻璃的应力。将退火后的玻璃进行切割，得到尺寸为 10mm×10mm×3mm 和尺寸为 4mm×4mm×25.4mm 的玻璃块样品，随后对其抛光以除去玻璃表面缺陷减少玻璃表面缺陷对膨胀系数以及玻璃介电性能的影响，将所得尺寸规则的玻璃块分别进行热膨胀和介电性能测试。将剩余样品进行粉碎并研磨得到玻璃粉末进行红外光谱和差示扫描量热测试。将 200g 淬火后并进行破碎的玻璃样品放至于铂金坩埚中运用粘度仪进行高温粘度测试。实验流程如图 2.1 所示
图 3.1 单掺 Pr2O3的铝硼硅酸盐玻璃的红外光谱Fig. 3.1 FTIR spectrum of aluminoborosilicate glass doped with Pr2O3示位于 400cm-1-480cm-1的红外光谱吸收带代表[SiO4]中的 与[AlO4]之间的 Si-O-Al 非对称弯曲振动。位于 600cm-1-74lO4]之间的 Al-O-Al 之间的伸缩振动[64]，该处的红外振动光表明随着稀土氧化物Pr2O3含量的增加会使[AlO4]含量增多。游离氧使[AlO5]和[AlO6]逐渐向[AlO4]转变[65]，进而使玻璃cm-1-825cm-1处的红外光谱吸收带代表[SiO4]与[AlO4]之间的收带强度呈现先增强后减小的趋势。这表明 Si-O-Al 伸缩振趋势，进而反应了[SiO4]和[AlO4]的总体含量呈现先增加后减4]含量的升高。850cm-1-970cm-1之间的红外光谱吸收带代表带的强度呈现逐渐增强的趋势，这种趋势表明[BO4]含量逐一样，Pr2O3的添加会提供游离氧使[BO3]向[BO4]转变。
本文编号：3309261
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅酸盐玻璃的温度-粘度曲线
随后将所称量的原料至于混料容器进行充分混合保证原料混合均匀。将混合好的原料至于容量为 100ml 的氧化铝坩埚中，并将盛有原料的氧化铝坩埚至于升降式高温电阻炉中进行熔料，玻璃熔料温度达到 1550℃并保温 3h 以确保玻璃熔液充分混合均匀并保持熔液澄清。待原料充分熔融并澄清后，将玻璃熔液从 1550℃的高温中取出倒至石墨板上成型，待玻璃成型后，将成型的玻璃块迅速移至温度为 600℃~650℃的马弗炉中保温 3h 对玻璃样品进行退火处理以去除玻璃的应力。将退火后的玻璃进行切割，得到尺寸为 10mm×10mm×3mm 和尺寸为 4mm×4mm×25.4mm 的玻璃块样品，随后对其抛光以除去玻璃表面缺陷减少玻璃表面缺陷对膨胀系数以及玻璃介电性能的影响，将所得尺寸规则的玻璃块分别进行热膨胀和介电性能测试。将剩余样品进行粉碎并研磨得到玻璃粉末进行红外光谱和差示扫描量热测试。将 200g 淬火后并进行破碎的玻璃样品放至于铂金坩埚中运用粘度仪进行高温粘度测试。实验流程如图 2.1 所示
图 3.1 单掺 Pr2O3的铝硼硅酸盐玻璃的红外光谱Fig. 3.1 FTIR spectrum of aluminoborosilicate glass doped with Pr2O3示位于 400cm-1-480cm-1的红外光谱吸收带代表[SiO4]中的 与[AlO4]之间的 Si-O-Al 非对称弯曲振动。位于 600cm-1-74lO4]之间的 Al-O-Al 之间的伸缩振动[64]，该处的红外振动光表明随着稀土氧化物Pr2O3含量的增加会使[AlO4]含量增多。游离氧使[AlO5]和[AlO6]逐渐向[AlO4]转变[65]，进而使玻璃cm-1-825cm-1处的红外光谱吸收带代表[SiO4]与[AlO4]之间的收带强度呈现先增强后减小的趋势。这表明 Si-O-Al 伸缩振趋势，进而反应了[SiO4]和[AlO4]的总体含量呈现先增加后减4]含量的升高。850cm-1-970cm-1之间的红外光谱吸收带代表带的强度呈现逐渐增强的趋势，这种趋势表明[BO4]含量逐一样，Pr2O3的添加会提供游离氧使[BO3]向[BO4]转变。
本文编号：3309261
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