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电子玻璃纤维作为覆铜板的骨架支撑材料可以应用到航空航天、超级计算机、通讯设备等电子元器件领域。并且5G通讯的出现预示着通讯向着高频、高速的方向发展,这对覆铜板的性能也提出了要求,需要覆铜板具有更低的介电常数和介电损耗。低介电玻璃纤维介电性能的优化是最为直接的方法,介电性能的优化可以加快信号的传递速度和降低能量损耗。因此,新型低介电玻璃纤维的研究非常必要。本实验研究不同含量稀土氧化物单掺和稀土氧化物取代共掺铝硼硅酸盐玻璃。通过对红外光谱和密度分析对掺有稀土氧化物的玻璃样品的结构进行表征,并对玻璃样品的介电性能和热性能进行测试,进而了解玻璃性能变化与结构变化的关系,并且研究玻璃组分变化对其结构和性能的影响。对介电性能较优的玻璃组分进行热膨胀测试和高温粘度测试,确定各玻璃样品的膨胀系数以及粘度和温度的关系,进而确定特征温度以供玻璃生产工艺的参考。具体内容如下:(1)论文研究了Pr2O3、Gd2O3和Yb2O3单掺铝硼硅酸盐玻璃的网络结构及介电性能和热稳定性能的变化。稀土氧化物由于其本身所具有的属性,稀土氧化物掺杂可以引入游离氧促使[AlO4]和[BO4]的形成并且其自身具有较高的离子场强可以起到网络聚合的作用,但是同时会使玻璃中的[SiO4]变形而弱化易于断裂。比较三种稀土氧化物对铝硼硅酸盐玻璃介电性能的影响可知掺杂Yb2O3玻璃的介电性能较优,并且在测试频率为1MHz时,较优的介电常数为4.52(Yb2O3=1.5mol%)介电损耗为3.18×10-3(Yb2O3=1.0mol%)。三种稀土氧化物的添加,使玻璃的理论密度和实测密度呈增大趋势。并且当稀土氧化物掺量在一定范围时,玻璃的热稳定性可以的到优化,当Pr2O3和Yb2O3含量为1mol%,Gd2O3含量为1.5mol%玻璃的热稳定性较优。(2)论文研究了La2O3分别与Gd2O3和Yb2O3共掺对铝硼硅酸盐玻璃结构、热性能和介电性能的影响。实验中保持稀土氧化总体含量为1.5mol%,并且用Gd2O3和Yb2O3别等量的取代La2O3,随着取代量的增加两组介电常数整体呈现被优化的趋势,但是介电损耗却增加,并且共掺稀土氧化物玻璃样品的介电损耗大于单掺稀土氧化物玻璃样品的介电损耗。当La2O3与Gd2O3比例为1:3时取得较优介电常数4.55(1MHz)并且当只含有Gd2O3时玻璃的介电损耗较小为4.74×10-4(1MHz)。其中在La2O3与Yb2O3比例为1:1时取得较优介电常数4.4(1MHz)并且当只含有Yb2O3时玻璃的介电损耗较小为12.8×10-4(1MHz)。(3)论文中采用旋转坩埚粘度计和膨胀仪研究了掺稀土氧化物(La2O3、Pr2O3、Gd2O3和Yb2O3)的铝硼硅酸盐玻璃的粘度和热膨胀性能。并且运用了VFT方程拟合和Arrhenius拟合进行数据分析。结果表明,稀土氧化物的引入使铝硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数降低,高温粘度降低。玻璃的成型温度降低以及料性变短,有利于玻璃纤维的拉制成型。其中不添加稀土氧化物的铝硼硅酸盐玻璃的成型温度为1357.40℃,其中氧化镧(La2O3)的添加可以使成型温度降为1304.78℃,玻璃的料性(△T2)由469.31℃变为424.85℃。La2O3对降低玻璃粘度的作用最为明显,拉伸温度范围(△T1)变小,但△T1>50℃,可以满足拉丝要求。