PRIPRAVA IN KARAKTERIZACIJA KOMPOZITA STEKLO-KERAMIKA ZA UPORABO V LTCC TEHNOLOGIJIVrabelj, Marko (Avtor) Drofenik, Mihael (Mentor) večplastne komponentekompozit steklo-keramikasinteza steklamletje steklasintranjemikrostrukturaV delu opisujemo študijo kompozitov steklo-keramika, ki so primerni za pripravo večplastnih struktur na osnovi keramike z nizko temperaturo žganja (Low Temperature Co-fired Ceramics – LTCC). Osredotočili smo se na sintezo nizko taljivega stekla, pogoje drobljenja in mletja stekla, homogenizacijo steklaste faze in delcev korunda in določanje pogojev žganja kompozitov. Nizko taljivo silikatno steklo na osnovi SiO2, PbO, Al2O3, CaO, B2O3, Na2O, K2O, Cr2O3, CoO in MgO smo pripravili iz homogenizirane zmesi reagentov, ki smo jo kalcinirali pri temperaturi kalcinacije, T = 750 °C. Vzorec kalcinirane zmesi smo segrevali v segrevalnem mikroskopu in ugotovili, da se tali nad 1050 °C. Steklo, ki smo ga sintetizirali pri temperaturi, T = 1200 °, je bilo rentgensko amorfno, z enakomerno mikrostrukturo in z nizko temperaturo sintranja: začetek krčenja je bil pri temperaturi, T = 660 °C in končni skrček pri temperaturi, T = 780 °C, zato smo ga uporabili za nadaljnje delo. Za pripravo kompozitov smo morali steklasto fazo zdrobiti in zmleti. Na podlagi meritev velikosti in porazdelitve velikosti delcev stekla smo ugotovili, da je manjše vzorce z maso, m = 4 g primerneje drobiti s stresalnim mlinom, večje z maso m = 30 g pa z vibracijskim mlinom. Steklo smo nadalje mleli v planetarnem mlinu v vodnem mediju. Povprečna velikost delcev po 6 urah mletja je bila 2,10 µm. Korundni prah je bil precej grob, povprečna velikost delcev je bila 3,15 µm, zato smo ga mleli v atritorju. Po 90 minutah mletja se je povprečna velikost delcev zmanjšala na 1,32 µm. Nadalje smo pomleti fazi stekla in korunda v utežnem razmerju 50:50 homogenizirali v planetarnem mlinu v acetonu. Vzorce smo segrevali v komorni peči s hitrostjo, rs = 2 in 5 °C/min in pri časih t = 30, 60 in 120 min pri temperaturi T = 850 °C. Posnetki mikrostruktur sintranih vzorcev kažejo, da sta steklo in korund v kompozitih homogeno porazdeljena. V vseh vzorcih so bile prisotne pore mikronske velikosti. Vzorci, žgani krajši čas (rs = 2 °C/min, t = 30, min in rs = 5 °C/min, t = 30, 60 min), so bili rentgensko amorfni. Pri vzorcih, ki so bili žgani pri daljših časih, smo tako z rentgensko fazno analizo kot z energijsko disperzijsko spektroskopijo rentgenskih žarkov potrdili prisotnost faze anortita (CaAl2Si2O8). Lastnosti vzorcev kompozita steklo-korund smo primerjali s komercialnim vzorcem LTCC, pripravljenim pri enakih pogojih, to je pri temperaturi, T = 850 °C in pri časih t = 30, 60 in 120 min, in ugotovili, da imajo podobno gostoto, fazno sestavo in mikrostrukturo. [M. Vrabelj]20122012-07-21 15:35:49Diplomsko delo36993UDK: 620.1/.2:666COBISS_ID: 26082343NUK URN: URN:SI:UM:DK:AGKNELCDsl