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1、河南科技大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）学院：材料学院 2010年03月3日课题名称固相含量和分散剂对CLST流延浆料流变性能影响的研究学生姓名潘莉莉专业班级非金材062课题类型论文指导教师李谦职称副教授课题来源科研1. 设计（或研究）的依据与意义随着微波通讯技术的发展，微波元器件趋向于小型化、集成化，为满足此要求，利用低温共烧陶瓷技术（LTCC）设计制造片式微波器件已成为当今研究的热点。LTCC技术的核心是研制能与高导电率Ag或Cu电极共烧的微波介质陶瓷。摩尔比为16：12：9：63的CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2（CLST）微波介质陶瓷具有频率温度系数小，介电常数高，品质因
2、数适中等优良性能。如能降低该陶瓷烧结温度（1300），将是理想的LTCC介质材料。流延浆料是一种包含多种有机添加剂的复杂分散体系。各添加剂对成膜的作用各不相同，却有又相互影响，故应根据不同粉料的特性选取合适的添加剂及配比。流延成型是将陶瓷粉料、粘结剂和溶剂的混合料浆倾倒或浇注在一个平面基体上，均匀铺展，溶剂随后挥发。由此制备出含有陶瓷颗粒及粘结剂的“生胚带”。其形状实际是二维的，即极薄的片或板。为获得稳定的、高分散的浆料，球磨混合是关键的步骤。制备流延浆料的球磨分两阶段进行，第一阶段应以球磨效果为主，目的是打开颗粒团聚和湿润粉料。此时料浆只包括粉料、溶剂和分散剂。在搅拌过程中，分散剂将会有充分
3、的时间去占据颗粒表面的大部分位置，这是能达到最佳混合效果的必要先决条件。在流延成型过程中，为了得到稳定、高分散性、流动性良好的浆料，球磨混料是至关重要的环节。配制流延料浆分两个阶段进行连续球磨：首先是将陶瓷粉体、溶剂和分散剂进行球磨混和，使分散剂均匀分布在粉体颗粒表面；然后再加入一定量的增塑剂和粘结剂，使其溶于溶剂陶瓷料浆中继续混和及均质化。溶剂、分散剂、粘结剂及增塑剂种类和用量的选择对于流延成型工艺非常重要，它们直接影响料浆的性能，并对素坯的一些性能产生影响，且最终影响到烧结制品的性能。因此在料浆的制备过程中需要选择合适种类的适量添加剂。粉料分散剂在流延浆料中的均匀分散性直接影响着素坯带的质
4、量，进而影响合成材料的致密性、气孔率和力学等一系列性能。流延法制备素坯带中通常用的分散剂有非离子、阴离子、阳离子和两性离子4种类型。一般来说，阴离子表面活性剂主要适用于颗粒表面带正电的中性或者弱碱性料浆。Mikeska等通过对70种商用分散剂分散效果的试验研究发现，磷酸酯、乙氧基化合物和鲱鱼油在陶瓷粉料浆液中的分散效果最佳。不同配方对流延成膜性能的影响：从理论上讲，有机物的含量越低，素坯的。密度越高，越有利于后期的烧结致密化。但在实际制备浆料的过程中，所用各种有机试剂及粉料的用量存在着一个最佳配比。有研究发现，粉料和溶剂恒定时，浆料粘度与分散剂浓度呈非线性关系，分散剂过少时，粉料颗粒分散效果不
5、佳，浆料粘度大；分散剂过多时，多余的分散剂在颗粒间起桥梁作用，也使浆料粘度增加。因此对每种粉料均存在一个分散效果最佳的粘度值2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述由李谦老师指导的论文中提到了低温烧结微波介质陶瓷材料研究近年来受移动通信事业的推动，发展非常迅速，为了满足微波器件小型化的需要，迫切需要开发高介电常数的低温烧结微波介质材料。CaO-Li2O-Sm2O3-TiO2固溶体是一种新型的高介电常数微波介质陶瓷( r100)，在微波通讯技术中有着重要的应用。中国硅酸盐学会陶瓷分会2005年学术年会以及李谦老师和华南理工材料学院的老师在陶瓷学报上发表的论文中提出了Pr2O3取代Sm2O3对
6、CLST微波介质陶瓷介电性能的影响。景德镇陶瓷学院研究了Ca0.125(Li1/2Sm1/2)0.875TiO3微波介质陶瓷的低温烧结。研究了复合烧结助剂Na2O-CaO-B2O3 (NCB)氧化物和Li2O-B2 O3-SiO2-CaO-Al2O3 (LBSCA)玻璃料的添加量对Ca0.125(Li1/2Sm1/2)0.875TiO3陶瓷相结构、烧结性能及介电性能的影响。浙江大学材料与化学工程学院发表了水基流LiO-NbO-TiO微波介质陶瓷膜及应用特性研究和LTCC低介高频微波介质材料。李绍纯，张启龙，李冬云，杨辉研究了水基流延成型制备Li1+x-yNb1-x-3yTix+4yO3微波介质
7、陶瓷膜片、PVA/PVAc复合黏结剂制备Li1.075Nb0.625Ti0.45O3水基流延膜以及固相含量Li1.075Nb0.625Ti0.45O3陶瓷水基流延成型浆料及膜片性能的影响。昆明理工大学研究了低温共烧(LTCC)微波介质陶瓷的研究进展。 国外对微波介质陶瓷、流延工艺也有许多研究，但研究都不够成熟，有待进一步的发展。对于该课题还有很多有待研究的空间。 3. 课题设计（或研究）的内容1熟练掌握 CLST 陶瓷（含助烧剂）的制备方法（固相合成法）。2分散剂用量对浆料稳定的影响。3不同固含量浆料的流变特性。4. 主要技术指标(或研究目标)1. 了解流延成型工艺的国内外发展现状；2. 掌握制定实验方案的基本思路和实验操作基本技能；3. 掌握NDJ79型旋转粘度计的原理及测试方法；4. 撰写8000字毕业论文，完成12000字符的外文翻译。5. 进度计划12周 文献调研、开题报告的撰写、实验方案设计39周 进行工艺实验(配料、合成、成型、烧结等)1011周 性能测试1213周 微观分析1415周 论文撰写，答辩指导教师意见指导教师签字： 2010 年3月3日教研室意见教研室主任签字： 2010 年3月3日
