Alümina/cam kompozitlerin düşük sıcaklıkta beraber pişen seramikler (LTCC) ve radom uygulamaları

Elektronik altlık, düşük sıcaklıkta beraber pişirilen seramikler (LTCC) ve radom uygulamalarında kullanılmak üzere, alüminaya ağırlıkça %20 (G-20), %40 (G-40), %50 (G-50), %55 (G-55) ve %60 (G-60) oranlarında ticari SiO2- Al2O3-CaO bazlı bir cam eklenerek, alümina/cam kompozitler incelenmiştir. Kompozitlerin yoğunlaşma davranışları ve faz oluşumları, dielektrik, mekanik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. Kompozitlerin optimum sinterleme sıcaklıkları G-20 için 1350°C, G-40 için 1200°C, G-50, G-55 ve G-60 için 850°C olarak belirlenmiştir. Sinterleme mekanizmaları G-20 ve G-40 için sıvı faz sinterleme, G-50, G-55 ve G-60 için viskoz sinterlemedir. Bütün kompozitlerde ana kristal faz Al2O3 olmakla birlikte 850°C'den sonra anortit kristalleşmesi görülmüştür. Elastik modül değeri G-20'de 231 GPa'dan G-60'da 105 GPa'a düşmüştür. Bükülme mukavemeti G-20'de 387 MPa ile G-60'da 213 MPa arasında değişmiştir. Sertlik değeri de artan cam miktarıyla düşmüştür; G-20'de 1058 HV ve G-60'da 679 HV'dir. Benzer şekilde kırılma tokluğu G-20'de 4.5 MPa/√m ve G-60'da 1.9 MPa/√m'dir. Kompozitlerin (G-20 ve G-40) 5 MHz'deki dielektrik sabitleri 8.76 ve 7.32 ve dielektrik kayıpları 0.0022 ve 0.0081'dir. Isıl iletkenlik değeri artan cam miktarıyla düşmüştür; G-40'da 1.25 W/m.K ve G-60'da 0.98 W/m.K'dir. Benzer şekilde 75°C'de ısıl genleşme katsayısı G-20'de 7.72 ppm/°C ve G-60'da 6.66 ppm/°C'dir. Uygun uygulama alanları için mekanik, ısıl ve dielektrik özellikler beraber göz önünde bulundurulmuştur. Elektronik altlık için düşük dielektrik sabitinden dolayı bütün kompozitler uygun bulunmuştur. LTCC uygulaması için düşük sinterleme sıcaklığı ve dielektrik sabiti ile birlikte orta derecede mekanik ve ısıl özelliklerinden dolayı G-50, G-55 ve G-60 kompozitleri uygun bulunmuştur. Ayrıca G-55 kompozisyonu şerit döküm yöntemiyle başarılı bir şekilde üretilmiş ve gümüş elektrot ile birlikte pişirilmiştir. Radom uygulamaları için düşük yoğunluk, yüksek sinterleme sıcaklığı, düşük elastik modül ve ısıl genleşme katsayısından dolayı G-20 ve G-40 kompozitleri uygun bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Cam, cam-seramik, cam seramik kompozit, sinterleme, sıvı faz sinterleme, viskoz sinterleme, LTCC, elektronik altlık, radom.