溶胶凝胶法制备耐高温多孔低介电常数材料与性能测试

摘要

无线电通讯技术系统中尤其在GHz范围里面的低介电常数和低损耗材料已经引起了人们越来越多的关注。一种新型的有机-无机复合多孔材料引起人们的广泛兴趣，因此本文对有机-无机复合多孔材料的一种BN/SiCO复合物的制备及性质进行了详细的研究。 本实验用溶胶-凝胶、热解法利用BN为参杂物，制备了多孔BN/SiCO复合物，BN/SiCO复合物可以由参杂的凝胶体在1000°C温度下高温分解制得，其介电常数 低至2.1。这么低的 值主要归于几个方面的原因：BN和SiCO本身的 值较低，同时在样品中还有相当数量的残留的气孔。样品的多孔的微观结构和相应的介电性能在1000°C时具有很好的稳定性，其原因都归于SiCO玻璃高度的粘性和BN微粒的小板形状。这两个因素又在烧结时阻碍了气孔关闭。 系统对BN/SiCO复合物的研究了其微结构、化学键、电学性质和机械性能，并着重对溶胶-凝胶工艺做了详细说明，对其实验流程及各种条件对实验结果的影响做了介绍。制备出的BN/SiCO复合物样品具有低介电常数、孔径较小、分布均匀且骨架坚固的合成物。孔径分布表明，薄膜内孔径在4nm左右，且形成均匀的孔洞结构。 对于样品的电学性质和孔隙率，我们分别采用惠普测试仪器和BET测试仪器进行测量与分析，另外通过FTIR-ATR分析了材料的化学键结构。结果表明，多孔低BN/SiCO复合物具有低的介电常数，该材料可以做为一种新型的耐高温低介电材料。