B-,2-O-,3--BaO-ZnO三元系統(tǒng)無(wú)鉛封接玻璃的研究.pdf

1、本文綜述了封接玻璃的概念、分類(lèi)及其國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，概述了結(jié)晶型封接玻璃的性能和工藝要求及實(shí)際應(yīng)用，論述了硼酸鹽玻璃的形成規(guī)律及結(jié)構(gòu)及硼酸鹽封接玻璃的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。選用B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)無(wú)鉛封接玻璃為研究對(duì)象，試圖以此來(lái)代替現(xiàn)在正在使用的含鉛玻璃用作封接材料，解決鉛污染的問(wèn)題，并為今后的實(shí)際應(yīng)用提供一定價(jià)值的參考數(shù)據(jù)。 本文對(duì)B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)玻璃的形成區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的探索，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：此系統(tǒng)玻璃有穩(wěn)定的形成

2、區(qū)，并確定出了基礎(chǔ)玻璃的摩爾組成范圍為：B2O3：40～65％，BaO：10～40％，ZnO：5～50％。選擇加入了V2O5、P2O5、SrO、Li2O和WO3等添加劑，其中添加劑的加入量為：SrO：0～8％，P2O5：0～3％，Li2O：0～3％，WO3：0～3％。 本實(shí)驗(yàn)利用DTA、XRD、FTIR等現(xiàn)代分析測(cè)試手段對(duì)B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)基礎(chǔ)玻璃和加入添加劑后的封接玻璃樣品的結(jié)構(gòu)、析晶性能以及封接溫度、熱膨脹系數(shù)、流

3、動(dòng)性、化學(xué)穩(wěn)定性等性能進(jìn)行了研究。紅外光譜分析表明：B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)封接玻璃結(jié)構(gòu)中B-O鍵的振動(dòng)形式有：[BO3]的對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，[BO3]的面內(nèi)彎曲振動(dòng)，[BO4]的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)。XRD分析表明：熱處理后B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)基礎(chǔ)玻璃析出的晶相有：Zn3(BO3)2、Ba4B2O8以及Zn(BO4)2；加入添加劑V2O5、P2O5、SrO和Li2O后的晶相組成為：Zn3(BO3)2、BaV3O8、Zn3

4、(PO4)2。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：添加劑對(duì)B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)的性能有一定的影響。通過(guò)分析摩爾組成為45B2O3·18BaO·27ZnO·xV2O5·(10-x)SrO(x=2～8)的玻璃的DTA曲線得出，此組成的封接玻璃析晶溫度隨V2O5含量的增加呈降低趨勢(shì)變化，析晶溫度范圍為：557～651℃。B2O3-BaO-ZnO系統(tǒng)封接玻璃中隨著V2O5含量的增加，侵蝕率下降，抗酸性提高；加入P2O5和Li2O后其析晶溫度有所下降

5、。組成中添加V2O5、SrO的基礎(chǔ)上添加P2O5后，測(cè)定樣品的熱膨脹系數(shù)發(fā)現(xiàn)隨著P2O5含量的增加，膨脹系數(shù)呈上升趨勢(shì)變化，可上升到71.23×10-7℃-1。在封接玻璃組成中的V2O5和WO3可以改善其在封接時(shí)的流動(dòng)性。 通過(guò)封接實(shí)驗(yàn)，探索出了B2O3-BaO-ZnO無(wú)鉛封接玻璃的封接溫度制度：升溫速率由慢到快，再到慢，保溫時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng)；以平板玻璃為例，封接實(shí)驗(yàn)表明采取如下的溫度制度較合適：從室溫開(kāi)始以6℃/min的升溫速率，