固相反应法制备CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷及性能研究

摘要

Ca(OH)2、H_3BO3、SiO_2作为初始原料应用固相反应法在低烧结温度下制备CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)介电陶瓷材料。研究了不同烧结温度和B_2O_3含量对陶瓷的致密性、介电和机械性能的影响。X射线衍射(XRD)分析表明,在875℃至975℃的温度范围内,存在主要的结晶相为β-Ca SiO_3和少量SiO_2相。结果表明,最佳烧结温度为950℃,B_2O_3含量的增加会使得烧结温度区间变窄,发生"硼反常"现象,并且致密度、介电性能和机械性能也会随之先减小后增大。并且过量的B_2O_3不利于主晶相β-Ca SiO_3的析出。当B_2O_3含量为25mol%时,在950℃烧结的试样具有最好的抗弯强度:σf=319 MPa。当B_2O_3含量为5mol%时,在950℃烧结的试样具有最好的致密性和介电性能:密度为2. 6869 g/cm^3,εr=6. 12,tanδ=7. 4×10^(-4),ρv=6. 64×10^(-4)Ω·cm (1 MHz)。