Si-B-O系BST高铝球石制备及介电弥散

　　高铝球石复合材料可以改善高铝球石的微观结构，消除结构缺陷，增强高铝球石的力学性能。对4类高铝球石复合材料，即纤维增强高铝球石复合材料、可用于牙科的高铝球石复合材料、高铝球石/金属复合材料和高铝球石/高铝球石复合材料研究进展进行了综述，并对高铝球石复合材料的制备、增强机理及应用前景进行了探讨。采用硝酸钡、硝酸锶、钛酸丁酯、正硅酸乙脂和硼酸三正丁脂为原料的溶胶凝胶方法制备了SiBO系BaxSr1-xTiO3高铝球石。通过差热分析(DTA)、热失重(TG)、X射线衍射(XRD)分析SiBO系BST高铝球石超细粉体合成过程及其相结构变化。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)描述SiBO系BST高铝球石烧结体的相结构和显微组织结构变化。阻抗分析仪测量SiBO系BST高铝球石的-50～100℃介电温谱。实验结果表明:SiBO系BST高铝球石粉体的相结构为立方钙钛矿相结构，其合成温度为700℃，不存在第二相。SiBO系BST高铝球石的烧结温度低于传统工艺。SiBO系BST高铝球石的显微结构呈细晶结构。SiBO系BST高铝球石的介电常数ε随着烧结温度升高而增大，介电损耗tgδ随测试温度的增加而降低。随着晶粒平均尺寸的减小，SiBO系BST高铝球石样品的介电峰变低，平坦，宽化，存在介电峰弥散化的现象。

　　为了降低BaO-TiO2-B2O3-SiO2高铝球石中钡离子的析出，通过化学沉淀法和硫酸处理法对高铝球石粉体进行了表面修饰，在高铝球石粉体的表面形成了一层不溶于水的无机膜(氧化铝或BaSO4)，不仅阻断了LTCC中钡离子与水的接触途径，使LTCC高铝球石粉体制备可适用于水基流延工艺的浆料，且操作简便，无毒副作用。研究发现用共沉淀法包覆氧化铝对高铝球石的性能影响不大，但是硫酸包覆处理后大大提高了高铝球石的烧结温度，限制了LTCC的应用。用化学共沉淀法制备掺铈钇铝石榴石(YAG:Ce3+)前驱体，以B2O3-Al2O3-SiO2-Na2O为基质制作Ce3+掺杂YAG高铝球石，并封装成高铝球石白光发光二极管(LED)。改变高铝球石基片厚度和外形，测量高铝球石白光LED的光电色参数，并与常规涂敷YAG荧光粉方法制作的白光LED进行对照比较。结果表明，高铝球石白光LED发射光谱波形与普通白光LED光谱基本一致。高铝球石基片从0.50mm变化到0.90mm厚时，相关色温(CCT)从4182K增加到8862K。0.60mm厚平板高铝球石基片封装成的白光LED荧光能量转换效率约为20%，中心CCT为6396K，-85°和+85°视角CCT分别为5921K和5898K;而平凸高铝球石基片封装成的白光LED，-85°和+85°视角CCT变化范围可控制在150K范围内。

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