空心玻璃微珠表面磁控溅射镀铝及其对人工介质材料介电性能的影响

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1、复合材料学报第２６卷第６期１２月２００９年犃犮狋犪犕犪狋犲狉犻犪犲犆狅犿狆狅狊犻狋犪犲犛犻狀犻犮犪Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．６Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００９文章编号：１０００３８５１（２００９）０６００６１０５空心玻璃微珠表面磁控溅射镀铝及其对人工介质材料介电性能的影响熊玉华，杨剑，毛昌辉（北京有色金属研究总院先进电子材料研究所，北京１０００８８）摘要：采用直流磁控溅射法在空心玻璃微珠表面镀Ａｌ膜，利用ＸＲＤ和ＳＥＭ研究了镀Ａｌ微珠的相结构和形貌。将镀Ａｌ微珠、未镀Ａｌ微珠与高分子粘合剂混合制得人工介质材料，利用网络分析仪测定其在８．２～１２．４ＧＨｚ频

2、率范围的介电性能。结果表明，采用磁控溅射方法可在玻璃微珠表面包覆金属Ａｌ膜，Ａｌ膜与基体的结合力较好。在镀铝微珠加入量相同的情况下，玻璃微珠表面铝膜越厚，则人工介质材料的介电常数越大。在Ａｌ膜厚度相同的情况下，镀Ａｌ微珠加入量越多，则人工介质材料的介电常数越大。所制备的人工介质材料介电损耗小于０．０２，密度小于０．８ｇ／ｃｍ３。关键词：镀Ａｌ空心玻璃微珠；人工介质材料；介电常数；介电损耗中图分类号：ＴＢ３３３；ＴＢ３４文献标志码：Ａ犕犪犵狀犲狋狉狅狀狊狆狌狋狋犲狉犻狀犵狅犳犃犾狅狀犺狅犾犾狅狑犵犾犪狊狊犿犻犮狉狅狊狆犺犲狉犲狊犪狀犱犻狋狊犲犳

3、犳犲犮狋狊狅狀狋犺犲犱犻犲犾犲犮狋狉犻犮狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊狅犳犪狉狋犻犳犻犮犻犪犾犱犻犲犾犲犮狋狉犻犮犿犪狋犲狉犻犪犾狊，ＹＡＮＧＪｉａｎ，ＭＡＯＣｈａｎｇｈｕｉＸＩＯＮＧＹｕｈｕａ（ＡｄｖａｎｃｅｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＧｅｎｅｒａｌＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８８，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＴｈｅｈｏｌｌｏｗｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｗｅｒｅｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌｂｙＤＣｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ．ＸＲＤａ

4、ｎｄＳＥＭｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＴｈｅｈｏｌｌｏｗｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏａｔｅｄａｎｄｕｎｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｏｌｙｍｅｒｂｉｎｄｅｒｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎｄｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｔ８．２～１２．４ＧＨｚｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈａ

5、ｎｅｔｗｏｒｋｖｅｃｔｏｒａｎａｌｙｚｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｏｌｌｏｗｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏｕｌｄｂｅｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌｆｉｌｍｂｙａｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅＡｌｆｉｌｍｓａｒｅｃｏｍｂｉｎｅｄｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ．ＡｔｔｈｅｓａｍｅａｄｄｉｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌ，ｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉ

6、ａｌｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆＡｌｆｉｌｍ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｋｅｅｐｉｎｇｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆＡｌｆｉｌｍｃｏｎｓｔａｎｔ，ｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌ．Ｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｈａｓａｌｏｗ３ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｏｆｌｅｓｓｔｈａｎ０．０２ａｎｄａｌｏｗｄｅｎｓｉ

7、ｔｙｏｆｎｏｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ０．８ｇ／ｃｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｏｌｌｏｗｇｌａｓｓｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｃｏａｔｅｄｗｉｔｈＡｌ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ；ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ人工介质材料是一种介电常数在一定范围内连具有介电常数可调、正切损耗低、密度小等优点，续可调的复合介电材料。目前人工介质材料主要采可用于雷达天线罩和相关微波器件，是航空航天理用树脂与导电金属粉、炭黑、ＴｉＯ（金红石）、想的轻质人工介质材料。２ＢａＴｉＯ３等材料复合制备，该类人工介质材

8、料具有比目前，国外有研究者采用蒸镀法在玻璃微珠上［１］［２］重大或损耗大等缺点。镀Ｗ、ＭｏＳｉ等，采用电镀法镀Ｃｕ。国内主要２将镀金属膜的空心玻璃微珠填充到树脂基体