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1、河南工业大学毕业设计（论文）影响堇青石微晶玻璃性能因素的研究摘要堇青石系微晶玻璃以MgO-Al 2O 3-SiO2为基础玻璃材料通过加入晶核剂,经过一定的热处理条件使玻璃受控晶化而形成的含有玻璃相和陶瓷相的多相材料。堇青石Mg-Al-Si基微晶玻璃具有低的介电常数和热膨胀系数,在微电子基板封装方面有着潜在的应用前景。其主要表现性能包括：力学强度、介电性能、化学稳定性以及热膨胀性等。影响各种性能的因素之间既有单独作用，又有交互作用。因此，此次课题的主要内容包括一下几项内容：（1）基础玻璃组成的影响，其中：主要成分基础玻璃料M-S-A的
2、比例为主要调整对象，突出富硅贫铝的配方；（2）热处理工艺的影响，控制升温制度，对不同的配方采用正交实验法控制过程，相同原料组分的配方对比分析，我对2#
3、、3#配方进行对比，升温制度为：室温~700℃(5℃／min)→700~830℃（1℃／min）→成核阶段：830℃（保温2h）→830~880℃（1℃／min）→晶化阶段：880℃（保温2h）；成核阶段：830℃（保温2h）；晶化阶段：930℃（保温2h）；成核阶段：830℃（保温2h）；晶化阶段：980℃（保温2h）；成核阶段：830℃（保温2h）；晶化阶段：1030℃（保温2h
4、）；经对比抗折强度等发现980℃时性能最佳，推测得，此时为较佳温度制度。（3）晶核剂的影响，采用不同的晶核剂TiO2与CrO2以1：1的比例采用不同组分含量6%、9%、12%、15%、0%五个配方对照分析；（4）其他因素的影响。关键词：堇青石、微晶玻璃、介电系数、热膨胀系数、热处理工艺、晶核剂。III河南工业大学毕业设计（论文）目次1.引言12.微晶玻璃23.堇青石微晶玻璃23.1堇青石微晶玻璃研究进展33.2堇青石微晶玻璃的研究方向43.2.1堇青石微晶玻璃的制备方法43.2.2晶核剂的选择以及对材料结构和性能的影响53.2.3M
5、gO-Al2O3-SiO2三相的最佳配比53.2.4、最佳的热处理工艺的探究64.堇青石微晶玻璃的应用65.实验过程75.1原料的选择75.2晶核剂的选择75.3基础玻璃料组分的设计85.4配方的确定与计算95.5 基础玻璃的熔制105.6对玻璃料进行差热分析115.6.1实验过程115.6.2实验结果分析及结论135.7热处理过程的控制146.样品性能的测试与分析166.1抗拉强度166.2红外吸收光谱测试17III河南工业大学毕业设计（论文）III河南工业大学毕业设计（论文）1.引言微晶玻璃(又名玻璃陶瓷)是上世纪50年代中期由
6、S.D.Stookey发明的新型玻璃[1-2]（[1]StookeySD.Photosensitivelyopacifiableglass:US,[P].1954.[2]StookeySD.Ceramicbodyandmethodofmakingitpa2tent:US,[P].1961）,它是通过加入晶核剂,经过一定的热处理条件使玻璃受控晶化而形成的含有玻璃相和陶瓷相的多相材料。微晶玻璃既具有较低的热膨胀系数,较高的机械强度,又具有显著的耐腐蚀、抗风化能力和良好的抗热震性能。与传统玻璃相比,其软化温度、热稳定性、化学稳定性、机械强
7、度、硬度比较高,并具有一些特殊的性能;与陶瓷相比,它的显微结构均匀致密、表面光洁、制品尺寸准确并能生产特大尺寸的制品,微晶玻璃可以作为结构材料、功能材料、装饰材料等广泛应用于国防、航空航天、电子、建筑、化工等领域。本次试验从MgO-Al 2O 3-SiO2微晶玻璃材料的制备工艺入手，重点研究了材料在热处理过程中玻璃分相、核化、晶化等相变过程及在相变过程中性能的变化规律;研究了Ti02对材料组成、结构和微波介电性能的影响;研究了热工制度对材料组成、结构和微波介电性能的影响等。这些工作，不仅对认识MgO-Al 2O 3-SiO2系统微晶
8、玻璃制备工艺原理、组成、结构、性能关系的客观规律有重要的意义，而且对开发研制新型实用材料以满足国内军工和各高技术领域的需要，同样有指导作用。MgO-Al 2O 3-SiO2(MAS)系微晶玻璃具有良好的力学性能和热学性能,是一种性能优越的硬盘基板材料。目前国内外对MAS系统进行广泛的研究,希望制备出力学性能良好、晶粒细小、分布均匀的微晶玻璃。而微晶玻璃的性能很大程度上取决于析出的晶相种类、晶相与玻璃相的比例、晶粒的尺寸及其分布。因此，确定此次课程设计的定位是发现堇青石系微晶玻璃的性能影响因素并且尝试探索改善其性能。11河南工业大学毕
9、业设计（论文）1.微晶玻璃微晶玻璃是通过玻璃在加热过程中进行控制晶化而制得的一种含有大量微晶体的多晶固体材料。它有许多独特的优点。具体表现在它的加工可适应性强;具有显微结构均匀性;取决于结构一致性的性能可再现性;没有气孔;可以大量制备
