Al2O3改性La2O3-Al2O3-SiO2玻璃/陶瓷复合材料中强度与韧性的协同增强机制研究

为满足高性能电子封装材料对机械强度与热管理性能的双重需求，研究人员通过调控(1-x)La2O3-Al2O3-SiO2 + xAl2O3复合材料中Al2O3含量，发现50A样品兼具434.8 MPa抗弯强度、4.7 MPa•m1/2断裂韧性和11.6 W/(m•K)导热率，LAS玻璃相通过促进烧结致密化与晶粒细化实现性能协同提升。

　　

这项突破性研究揭示了氧化铝(Al₂O₃)含量对镧铝硅(La₂O₃-Al₂O₃-SiO₂, LAS)玻璃/陶瓷复合材料的精妙调控机制。当Al₂O₃添加量达到特定比例时，材料内部上演了一场精彩的"结构革命"——LAS玻璃作为液相填料在烧结过程中像纳米级建筑师般促进致密化，而增加的Al₂O₃则化身"晶体指挥官"，诱导结构有序排列。最终诞生的50A复合材料堪称材料界的"六边形战士"：抗弯强度飙升至434.8兆帕，断裂韧性达到4.7 MPa•m^1/2，维氏硬度稳居10.6吉帕，热导率更是跃升至11.6瓦/(米•开尔文)。这种性能的"梦幻联动"源于晶粒细化、微观结构演变和结晶度的三重奏，为需要同时承受机械应力和散热挑战的下一代电子封装提供了理想基板材料。