SnO-ZnO-P2O5玻璃部分热性质的研究

SnO-ZnO-P2O5(SZP)三元系统玻璃是一种很好的封接材料,在低温(＜500℃)封接应用中有潜力替代PbO-ZnO-B2O3和PbO-ZnO-SiO2封接玻璃以克服铅对人体以及环境的危害.本研究找出了SZP三元系统的玻璃形成区,研究了玻璃的的转变温度与组成的关系.考虑到SZP系统玻璃的热稳定性及化学稳定性,向SZP系统中引入了SiO2组成,测试了其热膨胀系数(CTE)和转变温度Tg,并研究了组成与热膨胀系数的关系.     

Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃的热性质

研究了Bi2O3-B2O3-SiO2系玻璃的成玻性能、转变温度(Tg)和热膨胀系数(CTE)，确定了该系统易熔封接玻璃的玻化范围以及玻璃的转变温度和玻璃的热膨胀系数与玻璃组成的关系。     

Na2O-Al2O3-B2O3玻璃的热学性质和红外光谱

制备了Na2OAl2O3B2O3系统低熔点玻璃,确定了Na2OAl2O3B2O3系统玻璃成玻范围,研究了玻璃的转变温度(Tg)、热膨胀系数(α)和玻璃的红外光谱,表明这种玻璃的熔化温度低、转变温度也较低、玻璃的热膨胀系数较大,在近红外区有一水分的吸收带,在中红外区有BO、AlO的特征吸收带,以及玻璃的Tg、α与玻璃组成的关系。     

PbO—Fe2O3-V2O5-P2O5玻璃结构与性能研究

钒、铁磷酸盐玻璃作为一种半导体材料受到许多研究者的关注。选择了PbO-V2O5-P2O5、PbO-Fe2O3-P2O5和PbO-Fe2O3-V2O5-P2O5三组玻璃系统,研究了V2O5和Fe2O3对磷酸盐玻璃结构和性能的影响。通过红外光谱(IR)和差热分析(DTA)发现,V2O5和Fe2O3对磷酸盐玻璃结构的影响不同,Fe2O3不但会降低[PO4]基团的桥氧数,还会打断P=O双键,以[FeO4]形式参加网络结构,使玻璃结构趋于稳定。     

PbO-Fe2O3-V2O5-P2O5玻璃结构与性能研究

钒、铁磷酸盐玻璃作为一种半导体材料受到许多研究者的关注.选择了PbO-V2O5-P2O5、PbO-Fe2O3-P2O5和PbO-Fe2O3-V2O5-P2O5三组玻璃系统,研究了V2O5和Fe2O3对磷酸盐玻璃结构和性能的影响.通过红外光谱(IR)和差热分析(DTA)发现,V2O5和Fe2O3对磷酸盐玻璃结构的影响不同,Fe2O3不但会降低[PO4]基团的桥氧数,还会打断P=O双键,以[FeO4]形式参加网络结构,使玻璃结构趋于稳定.     

P2O5-B2O3-V2O5无铅低熔玻璃形成能力和结构

以取代用作封接玻璃和电子浆料粘接相含铅低熔玻璃为目的,实验研究了P2O5-B2O3-V2O5体系玻璃的形成能力,结构和低熔性能.P2O5-B2O3-V2O5体系中,组成在B2O35%～30%、V2O50%～45%、P2O35%～50%(物质的量浓度,下同)区域内的玻璃具有较强的玻璃形成能力,较低的转变温度、良好的重熔流动性和抗析晶性能.优选玻璃组成为:15P2O5-35V2O5-25B2O3-3SiO2-2Al2O3-10ZnO-5SnO-7BaO-3Bi2O3,玻璃转变温度为308℃,在450℃玻璃细粉重熔熔体流动性好,适合用作在450～500℃烧结的封接玻璃和电子浆料的粘接相.红外光谱分析表明:玻璃结构是由大量孤立的[PO4]、[BO3]、[VO2]和[VO3]基团形成的层状结构,在层与层之间有少量的诸如B-O-B、P-O-P、P-O-V、P-O-B等桥氧键连接.     

Sm2O3掺杂对BaO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃形成及结构的影响

借助魔角旋转核磁共振技术,探讨掺Sm2O3后BaO-B2O3-Al2O3-SiO2(BBAS)玻璃(BBASS玻璃)的形成、结构及热处理条件下玻璃结构的变化情况.研究表明:随着稀土掺量的增加,BBASS玻璃的形成区域先扩大后缩小.在Sm2O3外掺摩尔分数为30%时BBASS玻璃具有最大的形成区域.在BBAS玻璃结构中,随着BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,原先[AlO4],[AlO5],[AlO6]共存的铝氧多面体结构逐渐转变为大量[AlO4]和少量[AlO5]共存的结构.在BBASS玻璃结构中,随着5m2O3掺入量的增加,Sm2O3对铝氧多面体结构变化的影响与BaO类似;对硼氧多面体而言,Sm3 强大的积聚作用使玻璃结构中硼氧多面体形成了巨大的网络.以上差异说明了Al3 比B3 更容易进入稳定的四面体结构.热处理对玻璃结构影响甚微.     

K2O对Na2O-Al2O3-B2O3玻璃性质的影响

制备了添加K2O的Na2O—Al2O3-B2O3系统低熔点玻璃,研究了玻璃的转变温度（Tg）、热膨胀系数（仅）和玻璃的红外光谱,表明随着K20含量的增加Na2O—AlO3-B2O3玻璃熔化温度、转变温度也降低,添加K20玻璃的热膨胀系数较大,在近红外区有一水分的吸收带,在中红外区有B—O、A1-O的特征吸收带,玻璃的Tg、仅与玻璃中K2O含量的关系,混合碱效应对玻璃的性能的影响。     

Bi2O3-B2O3-BaO系玻璃的光学折射率与带隙

研究了Bi2O3-B2O3-BaO三元系统的玻璃形成区,给出了该三元系统玻璃形成范围.采用熔融淬冷法制备了60Bi2O3-(40-x)B2O3-xBaO(x=5,10,15,20)和65Bi2O3-25B2O3-10BaO(以摩尔计)的5组高Bi2O3含量的Bi2O3-B2O3-BaO玻璃样品.测试了玻璃样品的折射率和吸收光谱,根据经典的Tauc方程计算了间接允许光学带隙和直接允许光学带隙,计算了样品的能量带隙,并估算了它们之间的关系.研究结果表明;随着BaO含量的增加,玻璃样品折射率逐渐增大,但Ba2 对玻璃折射率的影响要远小于Bi3 ;玻璃样品的紫外吸收增强,光学带隙和能量带隙逐渐减小,光学带隙和能量带隙的比值约为1:1.2.     

SiO2-A12O3-MgO玻璃纤维结构与性能-MgO/(Li2O+B2O3)的影响

以不同含量的氧化锂、氧化硼、氧化镁成分的SiO_2-A1_2O_3-MgO高强(HS)玻璃为研究对象,测试了HS玻璃纤维密度、纤维新生态强度和模量,以及浸胶纱的拉伸强度和模量。采用高温粘度旋转仪、梯度炉以及红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)等方法,研究了玻璃中不同比例的MgO/(Li_2O+B2O3)对高强玻璃结构和性能的影响。玻璃成分中SiO_2和Al_2O_3含量相近,增大Li_2O和B2O3含量替代MgO含量可以使玻璃的低温粘度和液相温度均降低,而增加MgO含量则提高了离子堆积密度和玻璃纤维的模量。红外光谱及核磁共振分析表明,HS高强玻璃的结构主要由硅氧四面体[SiO_4]和铝氧四面体[AlO_4]构成。在玻璃结构中,增加Li_2O和B2O3含量可提供的游离氧可使更多的Al~(3+)形成[AlO_4]而进入玻璃网络。相应地,增加MgO含量,提高MgO/(Li_2O+B_2O_3)比例,增加了网络断键和无序度,但增大了断网间的集合程度,有利于玻璃模量的提升。研究表明提高玻璃中SiO_2含量或在玻璃中加入Li_2O,有利于SiO_2-A12O3-MgO系统玻璃纤维强度的提升。     

P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅低熔电子封接玻璃的性能

研究了P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅封接材料,考察了V2O5和B2O3含量对低熔玻璃软化温度、热膨胀系数及热稳定性的影响. 结果表明,玻璃的软化点随V2O5含量增加而降低,提高B2O3含量使软化温度先升高后降低,出现硼反常现象. 当V2O5和B2O3摩尔含量为15%和8%时,低熔玻璃的软化温度、热膨胀系数及热稳定性能满足低温封接要求,但化学稳定性较差,而添加少量Al2O3和Fe2O3能明显提高低熔玻璃的化学稳定性. 优化组成为26.0P2O5-17.3V2O5-7.7B2O3-45.0ZnO-2.0Al2O3-2.0Fe2O3的玻璃转变温度为340℃,热膨胀系数为7.5×10-6 ℃-1 (25~300℃),在90℃的去离子水中恒温10 h,失重为0.63 mg/cm2,化学稳定性与传统的含铅封接玻璃相当,综合性能基本满足无铅低熔玻璃的要求.     

含Nb2O5和La2O3系统玻璃形成区

用新的玻璃形成区探索方法研究了Ｌａ２Ｏ３的质量分数分别为１％,５％,１０％时含Ｎｂ２Ｏ５,Ｌａ２Ｏ３系统玻璃的形成区（玻璃生成体分别为Ｐ２Ｏ５,ＳｉＯ２,Ｂ２Ｏ３,ＴｅＯ２＋ＧｅＯ２,修饰体为ＢａＯ,ＺｎＯ）,这些系统可作为激光激活离子Ｎｄ＾３＋,Ｙｂ＾３＋,Ｈｏ＾３＋,Ｔｍ＾３＋,Ｅｒ＾３＋等掺杂的理想基质。     

P2O5-BaO-Nb2O5三元系统玻璃的形成及性能的研究

研究P2O5－BaO-Nb2O5三元系统的玻璃形成区,给出了该三元系统玻璃形成范围。结果发现该系统在网络形成体P2O5的摩尔分数仅为20％,Nb2O5的摩尔分数为30％,BaO的摩尔分数为50％的成分点仍成玻璃。讨论了Nb2O5在系数中的作用以及部分玻璃的着色问题。熔制了BaO的摩尔分数恒定为50％的（50－x)P2O5-xNb2O5-50BaO(x=0,1,10,25,30)和Nb2O5的摩尔分数恒定为10％的yP2O5-10Nb2O5-(90-y)BaO(y=40,50,60,70)玻璃。测定了其折射率、Abbe数、非线性折射率、转变温度、析晶温度、熔化温度、氧原子摩尔体积及密度和组成之间的关系,并从红外吸收光谱的结果初步探讨该玻璃结构。认为在该系统中Nb2O5的作用介于网络形成体和中间体之间。玻璃着色的原因是Nb^5 被还原。     

La2 O3对SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃,研究添加La2 O3对SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃密度、耐碱性、弹性模量以及析晶上限温度的影响,并借助红外光谱对玻璃的结构进行研究。结果表明：随着La2 O3含量从0升高至5wt%,玻璃的网络结构发生改变;玻璃的密度和摩尔体积均增大;玻璃的耐碱性能降低;弹性模量从90.5 GPa增加至93.6 GPa后降低,最大值对应的La2 O3含量为3wt%;析晶上限温度从1224℃降低至1209℃后增加至1212℃,最后趋于不变,在La2 O3添加含量为2wt%时达到最低温度。     

氧化物添加剂对P2O5-ZnO-B2O3系低熔点玻璃物化性能的影响

作为绿色环保材料,无铅低熔点玻璃已经在电子元器件的封装和涂层等领域得到了广泛应用。以P2O5-ZnO-B2O3体系为基础玻璃,通过外加法研究氧化物添加剂(Fe2O3、MnO2、CuO、CeO2和Y2O3)对玻璃密度(ρ)、热膨胀系数(α)、特征温度(Tg和Td)及化学稳定性的影响。实验结果表明:使用适量的添加剂可以增大玻璃密度;除Y2O3外,其它添加剂提高玻璃的热膨胀系数;MnO2、CuO和Y2O3显著降低玻璃的特征温度,但Fe2O3和CeO2的影响较小;加入适量添加剂能显著改善玻璃的化学稳定性,其中加Y2O3的耐酸性最好,加CeO2的耐碱性最好。     

BaO—ZnO—La2O3—B2O3系统玻璃配位状态和网络结构

ＺｎＯ－Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３ＧＨＧＹ２ＨＷ具有高折射率,低色散的特点,但该系统玻璃容易析晶失透常需加入高价金属氧化研究表明。加入少量ＢａＯ使玻璃网络中「ＢＯ４」和「ＺｎＯ４数量上升,非桥氧数量下降,玻璃网趋于稳定,玻璃形成能力提高。实验表明,在ＢａＯ－Ｚｎｏ－Ｌａ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３玻璃网络中Ｚｎ＾２＋离子的配位与ＢａＯ加入有密切关系,可以」ＺｎＯ４「四面体形式进入玻璃网络。     

ZnO-B2O3-P2O5系封接玻璃的研究

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-PO5 系无铅磷酸盐封接玻璃，研究了组成对玻璃结构、特征温度、热膨胀和化学稳定性的影响。结果表明：B2O3和P2O5为玻璃网络形成体，ZnO含量较低时可以参与到玻璃网络结构中，提高玻璃的稳定性；玻璃转变点Tg、熔制温度Tm、封接温度Ts、软化点Td都随P2O5／B2O3减小而增加；B2O3／ZnO是影响玻璃熔制温度的主要因素；ZnO含量对玻璃密度和热膨胀系数影响较大。ZnO-B2O3-PO5 系玻璃在中性环境下的化学稳定性较好。。     

B2O3、K2O和ZnO含量对汽车玻璃油墨用低熔点玻璃性能的影响

以Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2体系为基础玻璃,通过调整玻璃组分,研究分析了B2O3、K2O和ZnO含量对玻璃性能的影响.结果表明:玻璃的热膨胀系数、软化温度及化学稳定性会随着玻璃组分中B2O3、K2O和ZnO含量的不同而改变,当B2O3、K2O和ZnO的质量分数分别为10％、3％和5％时,玻璃的热膨胀系数和软化温度分别为83.524×10-7℃-1和525.9℃,且化学稳定性良好,符合汽车玻璃油墨对低熔点玻璃粉的要求.     

Li2B4O7-Bi2O3-WO3玻璃的光学性能研究

采用熔融淬冷方法制备了(100-x)Li2B4O7-x(Bi2O3·WO3)(5≤x≤20)玻璃.采用比重计测定了玻璃密度,分光光度计测量了玻璃的吸收光谱,V棱镜折射仪测量了玻璃折射率.结果表明,随着Bi2 O3·WO3含量的增加,玻璃样品的密度和摩尔体积增大,而氧堆积密度减小;玻璃的吸收光谱中截止波长逐渐向长波方向移动,玻璃的间接跃迁光学带隙、Urbach能和费米能逐渐减小,折射率增大.光学性能的变化和玻璃网络中部分桥氧转变为非桥氧有关.     

K2O含量对B2O3-Al2O3-Na2O玻璃结构及物理性能的影响

选取B_2O_3-Al_2O_3-Na_2O三元玻璃系统,研究改变玻璃系统中K_2O的含量对硼酸盐低熔点封接玻璃性能的影响。通过XRD、DTA等手段对玻璃样品的膨胀系数、转变温度、软化温度、电阻率、介电常数等性能进行了测试。结果表明:在B_2O_3-Al_2O_3-Na_2O三元玻璃系统中,随着K_2O含量的增加,硼酸盐玻璃的膨胀系数呈先下降后上升的趋势,在K_2O含量位于5 mol%左右时,硼酸盐玻璃的膨胀系数小幅下降,这是硼反常现象的体现。K_2O含量在7～8 mol%左右时,膨胀系数出现最低值。玻璃的体积电阻率和介电常数的变化也存在着硼反常现象,随着K_2O含量的增加,均呈现先下降再上升后又下降的趋势。玻璃的转变温度T_g和软化温度T_f的变化趋势基本一致,均呈现先下降后上升再下降的趋势。