鋰鋁矽酸鹽為一特殊負膨脹材料，而鋰鋁矽酸鹽具有多種不同膨脹性質的固溶體，其中 -eucryptite相具有負熱膨脹特性，可用來製作負熱膨脹陶瓷，其寬廣的溫度使用範圍以及線性可調的負熱膨脹值，而且其負膨脹係數值比一般負膨脹材料來得高，所以極適合當作熱補償元件基材，並使元件不受溫度影響(即無熱效應Athermal effect)，可廣泛應用在精密工業方面，如光纖光柵的熱補償元件、光濾波器、精密機械及電子業等方面皆有其發展與應用空間。 本研究針對鋰鋁矽酸鹽摻雜TiO2與熱處理對於燒結體最終性質之影響仍值得研究，而TiO2的摻雜，使TiO2的雜質存在於陶瓷中，並使得晶界移動所需的能量較高，因而抑制了晶粒成長與晶界遷移，使孔隙能夠減少。並改變摻雜TiO2的量之條件來探討其對陶瓷本體之膨脹係數、機械性質、介電性質、緻密性、成分及內部微結構所造成之影響，最後作一分析及檢測。 由實驗結果得知，在陶瓷機械性質方面，當摻雜TiO2時，其密度、硬度、強度之測試值都有明顯的增加。在介電常數的分析，因TiO2為一高介電性材料，故隨摻雜TiO2的量增加而介電常數亦增加。而經過熱處理後，其硬度、強度值有降低的趨勢，但熱處理過後晶粒較未熱處理來的均勻，其介電常數也會降低，但tanδ值比未熱處理來的低。熱處理過後之陶瓷膨脹係數皆比未熱處理陶瓷來的低，故較佳的熱處理條件，可使得晶粒間再次癒合與成長，並得到更線性且更穩定的膨脹係數。 The study is related to make the lithium aluminosilicate (LAS) ceramics by using solid-state sintering, especially for the negative-thermal-expansion substrates with β-eucryptite phase. The process is described significantly about the precursor preparation, the control of the aggregate anisotropic grains under uniform temperature field, the proper heat treatments, and mechanical-properties improvements by doping TiO2. The synthesized substrate of LAS ceramics exhibit more uniform properties, more dense and stable structure, and more strength, so that allow them to be used as temperature compensation components and athermal products.
