【摘 要】
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锂霞石（LiAlSiO4,LAS）陶瓷因具有负热膨胀系数已被广泛应用于各种电子器件以及纳米器件中,然而其介电性能尚未见报道,但是LAS在先进陶瓷基板中具有潜在用途。现如今,对于电子器件的小型化、便携化越来越严格,因此低温共烧陶瓷（LTCC）以是如今广泛被讨论的热点。根据LTCC的要求,锂霞石还存在烧结温度较高（＞1300°C）等问题。本论文在传统的固相工艺中,加入烧结助剂,并用Al位取代等手段,对
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锂霞石（LiAlSiO4,LAS）陶瓷因具有负热膨胀系数已被广泛应用于各种电子器件以及纳米器件中,然而其介电性能尚未见报道,但是LAS在先进陶瓷基板中具有潜在用途。现如今,对于电子器件的小型化、便携化越来越严格,因此低温共烧陶瓷（LTCC）以是如今广泛被讨论的热点。根据LTCC的要求,锂霞石还存在烧结温度较高（＞1300°C）等问题。本论文在传统的固相工艺中,加入烧结助剂,并用Al位取代等手段,对LAS陶瓷的烧结特性、微观结构以及介电性能进行了分析:（1）为使LAS陶瓷达到LTCC的要求,向LAS陶瓷中添加两种不同的玻璃相助剂以降低其烧结温度,对LAS陶瓷的密度、烧结温度、显微形貌以及介电性能进行了研究。结果表明:两种玻璃助烧剂都能提高陶瓷的致密性（相对密度＞99%）以及降低烧结温度至950°C。添加25%ZBS玻璃相的LAS陶瓷在1000°C下的介电性能较好为:εr=11.33,tanδ=6.1×10-3,τε=153.4ppm/°C。经检测该样品能与Ag在950°C下共烧,符合LTCC技术的基本要求。（2）向LAS陶瓷掺杂低价离子(Zn2+)取代Al3+,使体系生成氧空位,研究氧空位的存在对LAS陶瓷烧结行为、显微形貌以及介电性能的影响。研究发现:低价离子掺杂后,体系生成氧空位有效提升了LAS陶瓷的致密性（相对密度＞97%）并且降低了烧结温度。Li(Al0.99Zn0.01)SiO4陶瓷在1250°C烧结温度下的介电性能为:εr=8.75,tanδ=7.9×10-3,τε=113.2ppm/°C。（3）向LAS陶瓷掺杂稀土元素离子(La3+、Sm3+、Dy3+、Er3+)取代Al3+。研究发现:四种稀土元素离子的掺杂都能提高陶瓷的致密性（相对密度＞95%）以及降低烧结温度。对LAS陶瓷的介电性能有不同程度的改善,Li(Al0.99La0.01)SiO4在1250°C烧结后的介电性能为:εr=10.01,tanδ=9.1×10-3,τε=175.4ppm/°C;Li(Al0.98Sm0.02)SiO4在1275°C烧结后的介电性能为:εr=10.50,tanδ=9.0×10-3,τε=158.1ppm/°C;Li(Al0.99Dy0.01)SiO4在1275°C烧结后的介电性能为:εr=10.61,tanδ=1.1×10-2,τε=180.2ppm/°C;Li(Al0.98Er0.02)SiO4在1300°C烧结后的介电性能为:εr=8.50,tanδ=9.0×10-3,τε=175.2ppm/°C。综合考虑烧结温度和介电性能,Li(Al0.99La0.01)SiO4烧结温度较低,介电性能较好。
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