鋁硼硅系密封玻璃的制備及性能研究.pdf

1、密封玻璃在現(xiàn)代電子工業(yè)應(yīng)用中因其具有化學(xué)穩(wěn)定性好、成本低、絕緣性優(yōu)異、成分可控制等優(yōu)點(diǎn)，擁有著廣闊的前景，并開始逐漸替代有機(jī)聚合物、金屬等封接元件。尤其是在中高溫、絕緣等場合，玻璃更是成為首選，其具有優(yōu)越的熱穩(wěn)定性和極高的電阻率，并可通過控制組成來調(diào)節(jié)玻璃本身與被密封件的熱匹配性。因此，密封玻璃也被用于除電子外的多種領(lǐng)域，如通訊、航空航天等。
　　 本課題的研究目標(biāo)是用于鉭電容器中的密封玻璃。液體鉭電解電容器電容量大、不易擊穿，

2、且內(nèi)阻低、體積小，需求量一直處于增長的趨勢。但其內(nèi)部含有腐蝕性極強(qiáng)的凝膠硫酸，如密封不好，從內(nèi)部滲漏出來，將腐蝕其周圍電子元件，對整個(gè)電器造成不利影響。因此，液體電解質(zhì)鉭電容器要求用玻璃進(jìn)行嚴(yán)格的氣密封接?，F(xiàn)今的密封玻璃研究主要針對于平板固體氧化物燃料電池，對于鉭電容器用的低膨脹系數(shù)的密封玻璃少有人研究。本實(shí)驗(yàn)將在具有較低膨脹系數(shù)的密封玻璃方面展開研究，并分析其性能。
　　 硼硅酸鹽玻璃為密封玻璃中的重要組成部分，其以SiO2和

3、B2O3為主要成分，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性。其中鋁硼硅酸鹽玻璃又具有優(yōu)異的熱腐蝕性，電學(xué)性能和光學(xué)性能。一般來說，硅系玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性普遍好于硼酸鹽及磷酸鹽玻璃，本課題的研究即是以硅為主。但即使是氧化硅系玻璃，其化學(xué)穩(wěn)定性也受玻璃組成影響很大，本課題即是想通過控制其組成而獲得性能優(yōu)異的玻璃。
　　 與通常制備玻璃的熔融法相比，溶膠凝膠法更能有效利用原材料，也更節(jié)能環(huán)保。本課題采用溶膠凝膠法，利用正硅酸乙脂及各種硝酸鹽類為原

4、料，然后通過煅燒的方法獲得玻璃。測試分析不同組分的物相、DTA曲線，以及熱膨脹系數(shù)、耐酸性、電阻率等性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以SiO2-B2O3-Al2O3系為基礎(chǔ)，添加不同堿土金屬對玻璃的析晶度和各熱力學(xué)特征溫度均有很大影響，而平均熱膨脹系數(shù)更是有顯著變化。對樣品進(jìn)行腐蝕失重的測量后，發(fā)現(xiàn)其與燒結(jié)工藝關(guān)系不大，仍是受到堿土金屬種類的影響，添加MgO組分失重最大，然后為CaO、BaO。對不同nsiO2/nB2O3，比值樣品測