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1、 编号 毕业设计（论文）题目 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结 构和失透行为的影响二级学院 材料科学与工程 专 业 材料科学与工程 班 级 110090303 学生姓名 豆兴春 学号 11009030305 指导教师 田中青 职称 教授 时 间 2014 年 6 月 重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影 响目 录摘 要AbstractAbstract第 1 章 前言11.1 玻璃纤维和低介电玻纤11.2 低介电常数11.3 玻璃失透31.4 玻璃析晶31.5 玻璃分相41.6 本文研究内容及意义5第 2 章 实验过程及方法72.1 实验材料及设备72.2 实验
2、过程及方法72.2.1 原料制备72.2.2 玻璃的熔制82.2.3 退火82.2.4 红外光谱82.2.5 示差扫描量热法92.2.6 热处理102.2.7 玻璃密度的测定102.2.8 X 射线衍射112.2.9 扫描电镜11重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影 响第 3 章 实验结果与分析133.1 红外光谱分析133.2 示差热分析143.3 热处理分析153.4 玻璃密度分析163.5 X 射线衍射分析173.6 扫描电镜分析20第 4 章 结论21致谢22参考文献23文献综述25重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影 响
3、摘摘 要要低介电玻璃是一种特殊玻璃，具有密度低、介电常数低、介质损耗低、介电性能受温度等特点，其产品可应用于国防领域和高精尖端民用领域。 ZnO 对低介电玻璃的结构和失透行为都有一定的影响。因此，本文通过改变 ZnO 的含量熔制出不同的玻璃。采用 XRD、IR、SEM 等方法研究玻璃的结构，析晶以及分相程度。主要的研究结果如下：（1）随着 ZnO 的增加，非桥氧振动增强，导致玻璃分相。（2）在同一温度下，随着 ZnO 含量的增加，玻璃越来越容易失透。（3）随着 ZnO 含量的增加，玻璃的密度逐渐越大。（4）当 ZnO 含量为 9%时，析出的物相为 Al5(BO3)O6；当 ZnO 含量为 12
4、%时，析出的物相为 Al2ZnO4。关键词：ZnO 低介电玻璃 玻璃的结构 玻璃析晶 玻璃分相重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影 响IAbstractAbstractLow dieletric glass is a special glass,it has a lot of advantages,such as low density, low dielectric constant and low dielectric loss, the product can be used in the fields of national defense and so
5、phisticated civil field.ZnO for low dielectric glass structure and devitrification behavior has a certain effect.Therefore,this paper according to change the content of ZnO to founding to diferent glasses.Research the structure of glass,crystallization,and phase separation by XRD,IR,SEM.The followin
6、g is the main results:(1) With the increase of ZnO,the vibration of non bridging oxygen becomes strengthen,lead to glass phase separation.(2) At the same temperature,with the increase of ZnO content,glass devitrification increasing easily.(3) With the increase of ZnO content,the density of the glass
7、 becomes enlarge.(4) When the content of ZnO is 9%,precipitated phase is Al5(BO3)O6;when the content of ZnO is 12%,precipitated phase is Al2ZnO4.Key words：ZnO the low dielectric glass the glass structure glass crystallization glass phase separation 重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影 响0第一章第一章 前前 言言1.
8、1 玻璃纤维玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃一般做为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材，但若抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，故配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良之结构用材。玻璃纤维是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维随其直径变小其强度增高1。玻璃纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好(特别是玻璃棉)，抗拉强度高，电绝缘性
9、好（如无碱玻璃纤维） 。但性脆，耐磨性较差。玻璃纤维按形态和长度，可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉；按玻璃成分，可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和耐碱（抗碱）玻璃纤维等。玻璃纤维主要用作电绝缘材料，工业过滤材料，防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。还可作为增强材料，用来制造增强塑料或增强橡胶、增强石膏和增强水泥等制品。用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔韧性，用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防护服和绝电、隔音材料。玻璃纤维是非常好的金属材料替代材料，随着市场经济的迅速发展，玻璃纤维成为建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等行业必不可少的原材料。由于在多个领域得到
10、广泛应用，因此，玻璃纤维日益受到人们的重视。不同类型的玻璃纤维因性能的差异而有不同的用途。玻璃类型决定着玻璃纤维的一些主要电学性能，且在很大程度上决定着应用范围。低玻璃纤维由于其电绝缘性能好、介电损耗低、介电性能受温度、频率等变化影响小，耐高温，织物后加工性能好等特点，而被广泛应用于当今的电子工业2。因此，很有必要对低介电常数的玻璃进行一些简单的介绍。重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行为的影 响11.2 低介电常数和低介电玻纤在介绍低介电常数之前，简单的介绍一下介电常数。介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场（真空中）与最终介质中电场的比值就叫做介电常数，又称诱电
11、率，通常以字母表示，单位为法/米，表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。它是表征绝缘能力的一个系数，介电常数越小，绝缘性越好，反之则越差，会使信号的传输速率变慢。顾名思义，为了获得低介电常数的材料，必然在介电常数的基础上进行加工，使介电常数变得更低。压层板的低介电可以从树脂和玻纤布两方面来实现，一方面可以使用氰酸酯，苯乙烯马来酸酐，PPO/APPE，以及其它改性热固性塑料等低级分子结构的材料来产生低介电常数3。低介电常数材料分为有机和无机低介电常数材料，含氟低介电常数材料主要应用于电子行业，可以降低集成电路的漏电电流、导线之间的电容效应和集成电路发热等。李志进、陈奇等人经过实验发现，随着 Z
12、nO 摩尔分数的增加，材料的介电性能有所下降。而随着 ZnO 含量的增加，玻璃失透越来越困难4。低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。其介电常数和损耗均较低，通常用于透波复合材料的增强基材以及大容量高速印刷线路板上。近年来对印刷线路板容量寿命信号传输速度等提出更高要求，需较低的介电常数和损耗更高的工艺和应用稳定性，为此在已有的低介电玻璃纤维基础上，开发了 D3、NE 等低介电玻璃纤维。低介电玻璃纤维可在现有的覆铜板制造工艺装备条件下生产，在简易生产工艺设计、降低成本、改良覆铜板研究设计、实现产品性能稳定方面均有突破性进步。由此可见，低介电玻璃纤维是高密度多层互连印制电路板低成本化生产的关键原材料，解决了制约玻璃纤维布作为高密度多层印制电路板增强材料的技术瓶颈5。为了降低玻璃的介电常数与介电损耗，许多研究者都会在组成中加入较高含量的 SiO2、B2O3、Al2O3。王中俭等人指出这是因为这类氧化物属于玻璃网络的形成体和中间体，结合能高，在外电场作用下不易产生极化，所以表现出较低的介电常数和介电损耗，同时还可以抑制玻璃析晶。而碱金属离子与网络联系较弱,在外电场作用下容易迁移和极化，不但会增加玻璃的介电常数，还会降低它的电绝缘性，增加介电损耗，因此，在低介电常数玻璃纤维中很少引入.这重庆理工大学论文 ZnO 对低硅高硼低介电常数玻璃结构和失透行
