文档介绍：助能财斟 2008年第9期(39)鲞包覆工艺制备多孔低介电氮化硅陶瓷的研究胡汉军,周万城,李坊森,罗发,朱冬梅,徐洁(西北工业大学,凝固技术国家重点实验室,陕西西安71OO72) 摘要:以硅粉为原料,通过添加成孔剂球形颗粒, 以聚乙烯醇作粘结剂,采用包覆工艺、干压成型,反应烧结制备了多孔氮化硅陶瓷,对比了包覆工艺对实验结果的影响。结果表明,采用包覆工艺较未采用包覆工艺制得的多孔氮化硅陶瓷有着更高的气孔率,宏观孔分布均匀,有较多的微孔,介电性能良好。关键词:包覆;多孔氮化硅;成孔剂;介电中图分类号:TQ174 文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2008)09—1480—03 1引言多孔陶瓷是一种新型功能陶瓷,已被广泛用于冶金、化工、生物、航空航天等领域[1矗]。人们已经开发出多种多孔陶瓷的制造工艺,如添加成孔剂、有机泡沫体浸渍、发泡、冰冻一干燥等[3]。其中添加造孔剂工艺, 可以采用不同成型方法制得形状复杂的多孔陶瓷。但是该法所得多孔陶瓷孔径分布不均匀,孔隙较低。本文以Si粉为原料,通过加造孔剂(硬脂酸)和采用包覆工艺、反应烧结制备出不同气孔率,且孔分布均匀,孔径大约在800/zm的多孔低介电氮化硅陶瓷,分析对比了包覆工艺对气孔率、宏观形貌、显微组成、孔分布的影响引。 2实验 Si粉(平均粒径~24/zm,纯度≥%(质量分数));硬脂酸球(粒径800/zm,化学分析纯);聚乙烯醇溶液(PVA,分子量1000,浓度2O);N2(N2≥ ,分析纯);H2(H2≥%,分析纯)。 ,与适量的PVA溶液混合, 使每颗硬脂酸球表面均匀包覆上一层PVA;与硅粉充分混合搅拌,使硬脂酸球表面包覆上一层硅粉,过筛。筛上为包覆后的球,筛下为包覆后剩余的硅粉,对包覆后的硬脂酸球干燥后,反复包覆,直至筛下的硅粉都均匀包覆到硬脂酸球表面;在30"C下干燥包覆后的球 20min后,在柱形钢模中混合,以40MPa的压力干压成070mm×5mm的块;在200℃除去硬脂酸,得到的多孔素坯在95N。+5H。,℃/min的加热速率升温到1380℃,在反应烧结炉内氮化。另做一组未经包覆工艺,其它实验条件相同的试样,以作对比。 。用OLYM- PUSPMG3光学显微镜观察样品的孔结构和孔分布。用扫描电子显微镜(SEM,ModelS-570,Hitach)观察试样的显微结构。× mmX(±)mm的薄片,用E8362B网络分析仪(频率:~)测试其复介电常数。复介电常数的表达式为: E一≤一损耗角正切表达式为: tan6=-s-r s为相对介电常数。 3结果与讨论 ,图1给出了成孔剂含量和气孔率的关系。表1实验配方 Table1Experimentprescription NO. 硅粉含量() 成孔剂含量(%) l 8O 20 2 7O 30 3 6O 40 4 5O 50 誊图1成孔剂含量和气孔率的影响 FiglEffectofpore-formingagentonporosity 从图1可以