学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

铝硼硅酸盐玻璃介电性能与光学碱度关系研究

作　者: 胡安平
导　师: 岳云龙
学　校: 济南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 铝硼硅酸盐介电常数介电损耗光学碱度
分类号: TQ171.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 25次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

玻璃纤维作为最主要的增强材料在印刷电路基板、雷达天线罩的制作中已被广泛应用。当代电子科技正朝着微型化、高性能、高密度、多功能的方向发展,除要求相关的雷达罩体、基片、封装等介质材料具有高热导、高强度外,还要求有低的介电常数和低的介质损耗,从而加快信号传递的速度,减小串扰和降低能量损耗。因而,研究低介电玻璃纤维势在必行。铝硼硅酸盐玻璃系统作为低介电玻璃纤维的基础系统,一直被国内外学者广泛关注。本文选择原始E玻璃系统为基础,分别研究SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃对玻璃介电性能和失透温度范围的影响,从而确定基础组成的配比范围。根据前期试验选择因素水平即:SiO₂:51.5%、53.5%、55.5%,Al₂O₃:12.5%、14.5%、15.5%;CaO:4.0%,7.0%,10.0%进行三因素三水平的正交试验分析。最终得到的最优配比为:SiO₂:53.5%,Al₂O₃:14.5%;CaO:4.0%,即此配比的玻璃具有较低的介电常数和较低的介电损耗,熔制情况较佳。本论文利用线性回归模型确定了系统介电性能与实验因素的关系,并对回归方程进行了优化。利用优化的回归方程对实验结果进行了预测。并对预测精度、预测的适用条件等进行了分析。根据线性回归原理,以玻璃的理论光学碱度（Λth）为自变量,相对介电常数（εr）为因变量,利用49组数据拟合出介电常数与光学碱度之间关系的线性回归方程方程。一元线性回归分析表明,玻璃介电常数和理论光学碱度值之间存在线性关系,相关系数为0.9245。以氧化镁替代氧化钙,利用回归方程对玻璃组分变化后介电常数的值进行预测,实验结果与预测结果相近,从而证明了方程的正确性,并且从光学碱度的角度解释了玻璃介电常数随组成变化的规律。在一定范围内可以根据氧化物的光学碱度值选择用于制备低介电常数玻璃纤维的氧化物种类.通过红外光谱、差热分析等测试手段对TiO2取代部分CaO后玻璃的性能进行了研究,得出结论如下:随TiO2含量的增加,玻璃相对介电常数随之降低;红外光谱表明:TiO2没有取代CaO时玻璃中CaO含量较多,玻璃中硼酸盐基团优先与碱土金属氧化物结合;而当TiO2取代部分CaO后,CaO含量不足,根据四面体回避原则,越来越多的硼酸盐与硅酸盐结构单元相联接,而不是与铝氧多面体相联接。差示扫描量热分析表明,随着TiO2取代量的增加,玻璃转变温度Tg逐渐增高。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章绪论  11-25
  1.1 引言  11
  1.2 低介电玻璃国内外研究现状  11-15
    1.2.1 调整玻璃的化学组成  12-14
    1.2.2 纤维与其他纤维或树脂混纺或混织  14-15
    1.2.3 玻璃纤维布的表面处理  15
  1.3 玻璃的介电常数  15-18
  1.4 玻璃光学碱度  18-23
    1.4.1 光学碱度简介  18-20
    1.4.2 国内外对光学碱度的研究及其应用  20-23
  1.5 本课题研究的目的及内容  23-25
第二章试验原料与研究方法  25-29
  2.1 实验原料  25
  2.2 试验流程  25-26
  2.3 玻璃的熔制及性能测试  26-29
    2.3.1 玻璃的熔制  26
    2.3.2 介电常数测定  26-27
    2.3.3 DSC（差示扫描量热）分析  27
    2.3.4 玻璃密度的测定  27
    2.3.5 玻璃的失透温度范围测定  27-28
    2.3.6 X 射线衍射分析  28
    2.3.7 红外光谱（IR）分析  28-29
第三章组成对玻璃性能的影响  29-45
  3.1 基础玻璃系统的选择  29
  3.2 B_2O_3 对玻璃性能的影响  29-33
    3.2.1 B_2O_3 含量对玻璃密度的影响  30-31
    3.2.2 B_2O_3 含量对玻璃介电性能的影响  31-32
    3.2.3 B_2O_3 含量对玻璃失透温度范围的影响  32-33
  3.3 Si0_2 对玻璃性能的影响  33-35
    3.3.1 Si0_2 含量对玻璃介电性能的影响  33-35
    3.3.2 Si0_2 含量对玻璃失透温度范围的影响  35
  3.4 Al_2O_3 对玻璃性能的影响  35-39
    3.4.1 Al_2O_3 含量对玻璃介电性能的影响  36-37
    3.4.2 Al_2O_3 含量对玻璃失透温度范围的影响  37-39
  3.5 正交试验设计  39-40
  3.6 实验结果及分析  40-42
  3.7 最优配比选择  42
  3.8 本章结论  42-45
第四章玻璃介电常数与光学碱度关系的研究  45-61
  4.1 回归分析的基本原理  45-46
  4.2 玻璃的光学碱度计算  46-47
  4.3 线性回归分析  47-58
    4.3.1 线性回归方程  47-52
    4.3.2 回归关系的检验  52-55
    4.3.4 回归方程的预测作用  55-57
    4.3.5 玻璃介电常数变化的光学碱度解释  57-58
  4.4 本章结论  58-61
第五章 Ti0_2对铝硼硅酸盐性能的影响  61-67
  5.1 玻璃系统的基础配比  61
  5.2 Ti0_2 对玻璃系统介电性能的影响  61-62
  5.3 玻璃的红外分析  62-64
  5.4 玻璃样品TG 及DSC 分析  64-66
  5.5 本章结论  66-67
第六章结论与展望  67-69
  6.1 主要内容及结论  67
  6.2 今后还需解决的问题及展望  67-69
参考文献  69-75
致谢  75-76
攻读硕士期间发表及待发表的学术论文  76

铝硼硅酸盐玻璃介电性能与光学碱度关系研究

内容摘要

全文目录

相似论文