热处理对Mg-Al-Si-Ti-B系微晶玻璃析晶及介电性能的影响

摘要

采用差热分析仪(DSC),X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,研究了不同烧结制度下19MgO-23Al2O3-53SiO2-4TiO2-2.5B2O3(wt％,M-A-S-T-B)系微晶玻璃样品的析晶过程、相成分与含量及微观形貌,并分析了核化与晶化时间对材料微波介电性能的影响关系.结果表明,根据玻璃受控析晶机制,当热处理制度为850℃/2 h+950℃/2 h时,斜顽辉石(MgSiO3)相得以较好的析出,且伴随有 α-堇青石(Mg2Al4Si5O18)、镁铝硅酸盐(xMgO-yAl2O3-zSiO2)和方石英(α-SiO2)相的析出.随着核化时间的延长,M-A-S-T-B体系各晶相种类及析出量变化不明显;而随着晶化时间的延长(20 h),材料的晶化程度提高,品质因数(Q×f)得以提升,颗粒状晶粒析出趋于显著;但当晶化时间进一步延长至30 h时,样品致密度降低,介电损耗略有增大.在热处理制度为850℃/2 h+950℃/20 h下,样品获得的微波介电性能较优:εr=3.85、τf≈-5.37×10-6/℃和Q×f≈12740 GHz(f0=13.973 GHz).