毕业设计（论文）开题报告-ba2ti9o20陶瓷流延浆料流变性能和流延成型研究

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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2011年03月15日课题名称Ba2T9O20流延浆料流变性能和流延成型研究学生姓名马磊专业班级非金材072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迅速发展，微波元器件趋向于小型化、集成化，为满足此要求，我们在利用LTCC技术的同时，也必须从元器件结构特征本身出发，即元器件的独石结构，如MLCC的制备。因此我们必须要寻找和掌握适宜的成型方法，来高效地制备尺寸形状合适的陶瓷基片。而这种方法就是现在已经被广泛应用的流延成型方法。流延成型（t

2、apecasting)，亦称Doctorblading或Knifecoating是薄片材料成型的一种重要方法。该工艺最早由GlennN.Howatt提出并运用于陶瓷成型领域，并于1952年获得专利。流延成型包括浆料制备、球磨、成型、干燥、剥离基带等过程。该成型方法的特点是设备简单、工艺稳定、可连续操作、生产效率高、可以实现高度自动化。流延成型主要用于成型大型薄板陶瓷和金属件。而这类材料是不可能或者很难通过压制或挤压的方式来成型。但是通过流延成型技术可以容易地成型出各种尺寸和形状的陶瓷薄板坯体，并且还可以轻松地保证陶瓷薄板坯体的质量。目前已经有流延机能

3、够成型出3μm的产品。同时也有学者表明在一般的流延机机上已可以流延出12μm~3mm的薄膜。由此看来，流延成型能够很好地满足微波元器件块状结构化的要求，进一步满足微波源器件趋于小型化、集成化的要求。但是，为了流延成型出尺寸和形状适宜同时又没有裂纹等类似缺陷的陶瓷素坯，必须要有性能良好的流延浆料。因此，流延成型前对于流延浆料的各种主要性能以及其影响因素的研究是十分必要的。通过一系列的实验和对实验结果详细认真地分析来选定最佳的流延浆料组分组成。因此对于溶剂、分散剂、塑化剂、粘结剂等有机添加剂的种类和含量的研究必须落实于流延成型之前。主要参考的性能指标参数

4、有浆料的沉降速率、沉降比、粘度、粘度与剪切速率之间的关系、电泳流动性、剪切速率指数。为了满足流延要求，要有沉降速率小、最终沉降比小、粘度适宜、电泳流动性大、剪切速率指数小的陶瓷流延浆料。目前陶瓷流延浆料制备中，非水基，异丙醇（IPA）基和乙醇（EtOH）基溶剂体系运用最广发，并且溶解效果较好。其它常用且效果较好的溶剂种类还有甲苯（tol）、二甲苯（xyl）、甲醇、丁醇、活性化酶（MEK）等；常用的分散剂有聚乙烯（PE）、鱼油（fishoil）、磷酸酯（phosphateester）、蓖麻油（casteroil）、脂肪酸（fattyacid）等；常用的

5、塑化剂有酞酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯甲苯等；常用粘结剂有聚乙烯、氯乙烯、丁酸盐、石油树脂、聚乙烯醇、聚聚乙烯醇缩丁酯等。溶剂的最佳含量可以参考20wt%，分散剂的含量可以参考0.5wt%，粘结剂的含量可以参考15wt%，塑化剂的含量可以参考5wt%。但是对于不同的陶瓷体系，各类有机添加剂的最佳含量会有所变动。其实温度对于流延浆料的性能影响也是不可忽略的，它会在很大程度上影响到流延浆料的粘度和剪切速率的关系。但是有关文献反应研究表明决定流延浆料性能受温度影响的主要因素是粘结剂的加入，特别是在中、高剪切速率下。因此，为了流延出合格的素坯，制备过程中

6、必须对粘结剂的加入量和温度进行严格的控制。当然在流延成型之前必须对此进行认真详细地实验和理论研究。流延成型后，要求素坯有一定的机械强度，能够满足必要的可操作性和韧性。因此必须对成型后的素坯进行致密度测试，抗折强度测试，孔隙率测试。同时在对坯体的干燥过程中要确保所有的有机添加剂都能够容易地迅速地挥发掉。因此有必要对有机添加剂和坯体进行热重分析。此外，流延坯体干燥后不能有明显裂纹或者类似缺陷。所以必须对坯体进行膨胀分析和裂纹的检测。在坯体的烧结过程中，由于坯体内部各种成分的相互作用，坯体势必会产生相当的收缩。那么在此过程中的主要因素是烧结温度。所以在得到

7、所需相的前提下，要尽量降低温度。所以需要测试在不同烧结温度下陶瓷片的致密度、强度、相。当然，最终对于烧结完成的陶瓷片要进行介电常数测试、频率温度系数测试、损耗测试等微波电性能测试。1958年，JONKER和KWESTROO首次发现了Ba2Ti9O20相的存在。后来，H.M.O'BRYAN对Ba2Ti9O20进行了深入广泛的研究，发现Ba2Ti9O20作为微波介质陶瓷可以工作在4GHz，具有高的介电常数、高的品质因数和低的谐振频率温度系数，是一种优良的微波介质陶瓷材料。一些学者又经过进一步的研究把Ba2Ti9O20陶瓷制成了优良的MLCC。而不像以前研

8、究者大多数把其作为谐振器材料来研究。综上所述，用流延成型技术制备陶瓷Ba2Ti9O20基片，可以更好的制备独