烧结工艺对SiO_2_TiO_2_PTFE复合材料性能的影响_闫翔宇.pdf

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1、第３６卷第２期压电与声光Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．２２０１４年０４月ＰＩＥＺＯＥＬＥＣＴＲＩＣＳ＆ＡＣＯＵＳＴＯＯＰＴＩＣＳＡｐｒ．２０１４文章编号：１００４－２４７４（２０１４）０２－０２７０－０５烧结工艺对ＳｉＯ２－ＴｉＯ２／ＰＴＦＥ复合材料性能的影响闫翔宇，袁颖，吴开拓，崔毓仁（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都６１００５４）摘要：采用湿法工艺，并通过马弗炉烧结与热压烧结，制备了ＳｉＯ２与ＴｉＯ２共同填充的聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料。系统研究了两种填料不同掺杂比及不同烧结工艺对复合材料密度、显微结构、介电性能和热膨胀性能的影响。结果表明，与马弗炉烧结相比，热压烧结工艺制

2、备的复合材料具有更稳定的密度和较小的吸水率，但介电损耗较高；ＲＯＭ和Ｋｅｒｎｅｒ模型能较好地对线膨胀系数进行预测，其理论值与实验值的变化规律一致。对于用２种烧结方法制备的复合材料，通过Ｌｉｃｈｔｅｎｅｃｋｅｒ对数法则计算所得介电常数与实验值均较吻合。关键词：复合材料；聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）；ＴｉＯ２；ＳｉＯ２；热压烧结；马弗炉烧结中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：ＡＩｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆＳｉｎｔｅｒｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｎｔｈｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｉＯ２－ＴｉＯ２／ＰＴＦＥＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＹＡＮＸｉａｎｇｙｕ，ＹＵＡＮＹｉｎｇ，ＷＵＫａｉｔｕｏ，ＣＵＩＹｕｒｅｎ（ＳｔａｔｅＫｅｙ

3、Ｌａｂ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｈｉｎＦｉｌｍｓａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＴＦＥｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈＳｉＯ２ａｎｄＴｉＯ２ｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｔｈｒｏｕｇｈｗｅｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｓｉｎｔｅｒｅｄｂｙＭｕｆｆｌｅｆｕｒｎａｃｅａｎｄＨｏｔ－ｐｒｅｓｓｉｎｇ．Ｔｈｅｄｅｎｓｉｔｙ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｔ

4、ｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｄｏｐｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓｏｆｔｈｅｓｅｔｗｏｃｅｒａｍｉｃｓａｎｄｓｉｎｔｅｒｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎ－ｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｈｏｔ－ｐｒｅｓｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｘｈｉｂｉｔｂｅｔｔｅｒｓｔａｂｉｌ－ｉｔｙｉｎｄｅｎｓｉｔｙ，ｌｏｗｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｈｉｇｈｅｒｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｐｌ

5、ｅｓｓｉｎｔｅｒｅｄｂｙＭｕｆ－ｆｌｅｆｕｒｎａｃｅ．ＴｈｅＲＯＭａｎｄＫｅｒｎｅｒｍｏｄｅｌｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｔｈｅｓｅｔｗｏｍｏｄｅｌｓｍａｔｃｈｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓ．ＴｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙＬｉｃｈｔｅｎｅｃｋｅｒｍｏｄｕｌｅａｌｓｏｍａｔｃｈｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｕｅｓ

6、ｆｏｒｂｏｔｈｓｉｎｔｅｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＰＴＦＥ）；ＴｉＯ２；ＳｉＯ２；ｈｏｔ－ｐｒｅｓｓｉｎｇｓｉｎｔｅｒｉｎｇ；Ｍｕｆｆｌｅｆｕｒｎａｃｅｓｉｎ－ｔｅｒｉｎｇ０引言乙烯（ＰＴＦＥ）复合材料除了以上特性之外还具有尺寸稳定性好，吸水率低，抗震动性强，易加工等优点，随着无线通信领域的快速发展，现代微波技术不仅要求电路小型化也需很高的信号完整性。现代从而受到广泛关注。目前众多研究人员对各种陶瓷设备中，如低噪声块转换器，高功率微波放大器和蜂填充的ＰＴＦＥ复合材料进行了研究，包括Ａｌ２Ｏ３、窝基站天线等，都

7、需通过超低损耗材料将微弱的信ＭｇＯ、ＣｅＯ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３等陶瓷材［２］号进行过滤和放大。在较长一段时间里，９９．６％的料。这些复合材料的相对介电常数εｒ为２．９～纯氧化铝通常被用作微波电路基板，直到聚合物－陶１３．１，同时在１０ＧＨｚ频率下，损耗角正切ｔａｎδ＜［１］瓷基板走进商业市场。一个好的微波基板材料，０．００６４。陶瓷填充ＰＴＦＥ复合材料的微波介电性首要条件是具有低