بررسي تاثير عمليات حرارتي مايكروويو بر خواص شيشه-سراميك هاي بوروسيليكات منيزيم

Effects of microwave heat treatment on properties of magnesium borosilicate glass-ceramics

شيشه-سراميك ها به دليل تنوع تركيب و امكان تبلور فازهاي بلورين دي الكتريك، داراي كاربردهاي گسترده اي به عنوان زير پايه در مدارات الكترونيكي مي باشند. شيشه سراميك هاي سيستم MgO- B203 - SiO2 در بين شيشه سراميك هاي دي الكتريك از اهميت بسزايي برخوردارند. هدف از پژوهش حاضر، بررسي رفتار زينتر پذيري، تبلور و ريزساختار اين شيشه سراميك ها طي زينتر به روش مايكروويو مي باشد. ابتدا آميز شيشه اوليه با استفاده از مواد خالص آزمايشگاهي تهيه و پس از ذوب در دماي 1350°C به فريت تبديل شد. فريت حاصله پس از آسيا توسط پرس شكل داده شد. زينتر به روش مايكروويو با سرعت 37°C/ min در محدوده دمايي 950- 750°C و بدون ماندگاري در دماي بيشينه انجام شد. زينتر پذيري با سنجش جذب آب و چگالي بالك ارزيابي شد. بررسي رفتار تبلور و ريزساختار به ترتيب با استفاده از پراشگر پرتوهاي ايكس و ميكروسكوپ الكتروني انجام شد. نتايج حاصله نشان داد تمام شيشه سراميك هاي ساخته شده از رفتار زينتر پذيري مناسبي در محدوده دمايي انتخابي برخوردار بودند. نمونه هاي شيشه سراميك در پايان محدوده دمايي زينتر، داراي فازهاي بورات منيزيم و سيليكات منيزيم بودند. مطابق ارزيابي هاي ريزساختاري با افزايش دماي عمليات حرارتي مايكروويو، ريزساختار درشت تر شده و مورفولوژي فازهاي بلورين از حالت سوزني به اسفروليتي تغيير يافت.

Glass-ceramics have been greatly developed as dielectric substrates in electronic circuits due to their composition diversity and possibility to precipitate dielectric crystalline phases. Among dielectric glass-ceramics, those belonging to the MgO-B2O3-SiO2 system have been especially attracted. The present work aims to compare sinterability and microstructure of the as-mentioned glass-ceramics fabricted through microwave sintering procedure. First the glass batch prepared from pure laboratory precursor materials was transformed to frit after melting at 1350 ºC. After milling, the obtained frit was shaped by pressing. Microwave sintering was performed in microwave oven at the heating rate of 37 ºC/min without any soaking time. Sintering behavior was evaluated by measuring water absorption and bulk density of the specimens sintered at 750-950ºC. Crystallization behavior and microstructure were monitored by X-ray diffractometry and scanning electron microscopy, respectively. The obtained results confirmed appropriate sinterability of all glass-ceramics sintered at the selected temperature interval. At the end of surveyed sintering temperature interval, glass-ceramics contained magnesium borate and magnesium silicate crystalline phases. Microstructural examination confirmed that increasing sintering temperature led to microstructural coarsening and changing morphology from acicular to spherulitic type.