Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Động học tinh thể, cấu trúc và tính chất điện môi của gốm thủy tinh CaO–B2O3–SiO2 được nucle hóa bởi các tác nhân nucle hóa tổng hợp
Tóm tắt
Động học tinh thể, cấu trúc và tính chất điện môi của gốm thủy tinh CaO-B2O3–SiO2 (CBS) được nghiên cứu một cách có hệ thống, với các tác nhân nucle hóa tổng hợp (TiO2, ZrO2). Kết quả cho thấy rằng việc bổ sung tác nhân nucle hóa tổng hợp (TiO2/ZrO2) đã phá vỡ sự liên tục của cấu trúc mạng thủy tinh do SiO2 và B2O3 tạo ra, thúc đẩy sự kết tủa của pha wollastonite và nâng cao các tính chất điện môi của gốm thủy tinh CBS được chuẩn bị. Tuy nhiên, tác nhân nucle hóa tổng hợp đã làm tăng nhiệt độ tinh thể hóa của thủy tinh và giới thiệu một số pha tạp chất, ảnh hưởng đến sự sắp xếp vi mô của pha wollastonite, trong khi đó, hàm lượng pha tạp chất giảm khi hàm lượng TiO2 trong tác nhân nucle hóa tổng hợp tăng. Hơn nữa, nghiên cứu động học tinh thể cho thấy tác nhân nucle hóa tổng hợp đã giảm năng lượng hoạt hóa tinh thể hóa của thủy tinh, và sự tinh thể hóa của thủy tinh được kiểm soát bởi sự phát triển tinh thể bề mặt một chiều.
Từ khóa
#gốm thủy tinh #tinh thể hóa #tính chất điện môi #tác nhân nucle hóa tổng hợp #wollastoniteTài liệu tham khảo
M. Zitani, T. Ebadzadeh, S. Banijamail et al., High quality factor microwave dielectric diopside glass-ceramics for the low temperature co-fired ceramic (LTCC) applications[J]. J. Non-Cryst. Solids 487, 65–71 (2018)
Y. Shang, C. Zhong, H. Xiong et al., Ultralow-permittivity glass/Al2O3 composite for LTCC applications[J]. Ceram. Int. 45(11), 13711–13718 (2019)
O. Dernovsek, M. Eberstein, W.A. Schiller et al., LTCC glass-ceramic composites for microwave application[J]. J. Eur. Ceram. Soc. 21(10), 1693–1697 (2001)
J. Rodel, A.B.N. Kounga, M. Weissenberger-Eibl et al., Development of a roadmap for advanced ceramics: 2010-2025 [J]. J. Eur. Ceram. Soc. 29, 1549–1560 (2009)
J. Ma, Z. Fu, P. Liu et al., Microwave dielectric properties of low-fired Li2TiO3–MgO ceramics for LTCC applications[J]. Mater. Sci. Eng. 204, 15–19 (2016)
Y. Qin, C. Zhong, H. Yang et al., Enhanced thermal and mechanical properties of Li–Al–Si composites with K2O–B2O3–SiO2 glass for LTCC application[J]. Ceram. Int. 45(12), 15654–15659 (2019)
Y. Li, Y. Xie, R. Xie et al., A co-fireable material system for ceramics and ferrites hetero-laminates in LTCC substrates[J]. J. Alloy. Compd. 737, 144–151 (2018)
P. Abhilash, M. Sebastian, K. Surendran, Structural, thermal and dielectric properties of rare earth substituted eulytite for LTCC applications[J]. J. Eur. Ceram. Soc. 36(8), 1939–1944 (2016)
L. Ren, X. Luo, L. Hu et al., Synthesis and characterization of LTCC compositions with middle permittivity based on CaO–B2O3–SiO2 glass/CaTiO3 system[J]. J. Eur. Ceram. Soc. 37(2), 619–623 (2017)
G.H. Chen, L.J. Tang et al., Synthesis and characterization of CBS glass/ceramic composites for LTCC application[J]. J. Alloys Compd. 478(1–2), 858–862 (2008)
J. Jean, C. Chang, C. Lei, Sintering of a crystallizable CaO–B2O3–SiO2 glass with silver[J]. J. Am. Ceram. Soc. 87(7), 1244–1249 (2004)
X. Luo, L. Ren, Y. Xia et al., Microstructure, sinterability and properties of CaO–B2O3–SiO2 glass/Al2O3 composites for LTCC application[J]. Ceram. Int. 43(9), 6791–6795 (2017)
M. Mohammadi, P. Alizadeh, Z. Atlasbaf, Effect of frit size on sintering, crystallization and electrical properties of wollastonite glass-ceramics[J]. J. Non-Cryst. Solids 357(1), 150–156 (2011)
X. Zhou, E. Li, S. Yang et al., Effects of La2O3–B2O3 on the flexural strength and microwave dielectric properties of low temperature co-fired CaO–B2O3–SiO2 glass–ceramic[J]. Ceram. Int. 38(7), 5551–5555 (2012)
W. Zhu, H. Jiang, S. Sun et al., Effect of TiO2 content on the crystallization behavior and properties of CaO–Al2O3–SiO2 glass ceramic fillers for high temperature joining application[J]. J. Alloy. Compd. 732(25), 141–148 (2018)
S. Banijamali, B.E. Yekta, H.R. Rezaie et al., Crystallization and sintering characteristics of CaO–Al2O3–SiO2 glasses in the presence of TiO2, CaF2 and ZrO2[J]. Thermochim. Acta 488(1–2), 60–65 (2009)
H. Li, D. Wang, X. Meng et al., Effect of ZrO2 additions on the crystallization, mechanical and biological properties of MgO–CaO–SiO2–P2O5–CaF2 bioactive glass-ceramics[J]. Colloids Surf. B 118, 226–233 (2014)
D.F. He, H. Zhong, C. Gao, Effect of TiO2 doping on crystallization, microstructure and dielectric properties of CBS glass-ceramics[J]. J. Alloy. Compd. 799, 50–58 (2019)
D.F. He, C. Gao, Effect of boron on crystallization, microstructure and dielectric properties of CBS glass-ceramics[J]. Ceram. Int. 44(14), 16246–16255 (2018)
H. Zhu, M. Liu, H. Zhou et al., Preparation and properties of low-temperature co-fired ceramic of CaO–SiO2–B2O3 system[J]. J. Mater. Sci. 17(8), 637–641 (2006)
Z. Qing, The effects of B2O3 on the microstructure and properties of lithium aluminosilicate glass-ceramics for LTCC applications[J]. Mater. Lett. 212, 126–129 (2018)
B. Li, H. Bian, K. Jing, Effect of MnO addition on microstructures and properties of BaO–Al2O3–B2O3–SiO2 glass-ceramics for LTCC application[J]. Mater. Lett. 234, 302–305 (2019)
C.C. Chiang, S.F. Wang, Y.R. Wang et al., Characterizations of CaO–B2O3–SiO2 glass–ceramics: thermal and electrical properties[J]. J. Alloy. Compd. 461(1–2), 612–616 (2008)
R. Wang, J. Zhou, B. Li et al., CaF2–AlF3–SiO2 glass-ceramic with low dielectric constant for LTCC application[J]. J. Alloy. Compd. 490(1–2), 204–207 (2010)
L. Yuan, B. Liu, N. Shen et al., Synthesis and properties of borosilicate/AlN composite for low temperature co-fired ceramics application[J]. J. Alloy. Compd. 593, 34–40 (2014)
S. Morimoto, N. Kuriyama, Effect of TiO2, ZrO2 and P2O5 on the crystallization of SiO2–Al2O3–MgO–CaO–Na2O glass system[J]. J. Ceram. Soc. Jpn. 104(5), 466–468 (1996)
G. Khater, M. Idris, Role of TiO2 and ZrO2 on crystallizing phases and microstructure in Li, Ba aluminosilicate glass[J]. Ceram. Int. 33(2), 233–238 (2007)
A. Goel, E. Shaaban, F. Melo et al., Non-isothermal crystallization kinetic studies on MgO–Al2O3–SiO2–TiO2 glass[J]. J. Non-Cryst. Solids 353(24–25), 2383–2391 (2007)
R.G. Fernandes, P.S. Valle, D.F. Franco et al., Crystallization kinetics study of silver-doped germanium glasses[J]. Thermochim. Acta 673, 40–52 (2019)
L. Han, J. Song, C. Lin et al., Crystallization, structure and properties of MgO-Al2O3-SiO2 highly crystalline transparent glass-ceramics nucleated by multiple nucleating agents[J]. J. Eur. Ceram. Soc. 38(13), 4533–4542 (2018)
F. Pei, H. Guo, P. Li et al., Influence of low magnesia content on the CaO–Al2O3–SiO2 glass-ceramics: its crystallization behaviour, microstructure and physical properties[J]. Ceram. Int. 44(16), 20132–20139 (2018)
Y. Liu, S. Yuan, J. Xie et al., A study on crystallization kinetics of thermoelectric Bi2Se3 crystals in Ge–Se–Bi chalcogenide glasses by differential scanning calorimeter[J]. J. Am. Ceram. Soc. 96(7), 2141–2146 (2013)
Z. Qing, B. Li, Non-isothermal crystallization kinetics and properties of low temperature co-fired LiAlSi3O8-based glass-ceramics using zirconia additive[J]. J. Non-Cryst. Solids 495, 1–7 (2018)
S. Panyata, S. Eitssayeam, G. Rujijanagul et al., Non-isothermal crystallization kinetics of bismuth germanate glass-ceramics[J]. Ceram. Int. 43, S407–S411 (2017)
H. Yu, K. Ju, K. Wang, A novel glass-ceramic with ultra-low sintering temperature for LTCC application[J]. J. Am. Ceram. Soc. 97(3), 704–707 (2014)
M. Wang, R.Z. Zuo, J. Jin et al., Investigation of the structure evolution process in sol–gel derived CaO–B2O3–SiO2 glass ceramics[J]. J. Non-Cryst. Solids 357(3), 1160–1163 (2011)