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含量对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备Al2O3-SiO2-P2O(5ASP)系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了P2O5含量对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明:P2O5含量在35～50%能形成稳定的ASP玻璃。在磷含量较低时,玻璃结构中的P5 主要以不含P=O双键的[PO4]四面体形式存在,P2O5含量较高时,结构中的P-O-键削弱,P=O双键加强,P5 部分以含P=O双键的[PO4]四面体形式存在。随着P2O5含量的增加,玻璃稳定性变差,析晶趋势增强;晶化后的玻璃以AlPO4为主晶相,同时含有少量的Al(PO)3晶相,当晶化温度由650℃升高到800℃时,晶相含量增加并出现YPO4晶相。     

V2O5-TeO2-P2O5-Fe2O3系无铅低熔点封接玻璃性能研究

研究确定了V2 O5-TeO2-P2O5玻璃的形成范围,系统地探讨了P2O5/TeO2比及V2 O5对玻璃热膨胀系数、特征温度和耐水稳定性的影响规律,结果表明所涉及玻璃组成的耐水性低.对P2O5/TeO2/V2O5比为17.1/20.9/62,外掺Fe2O3玻璃的研究表明,Fe2O3掺入(0mol％～16mo1％),水侵蚀后质量损失由20.05％降低到1.73％,显著提高玻璃耐水稳定性,热膨胀系数由11.5×10-6/℃降低到8.9×10-6/℃,特征温度提高,其中转变温度Tg从267℃升高到310℃,膨胀软化温度Td从284℃升高到330℃.SEM分析发现,掺入Fe2O3玻璃的表面形成明显的未被侵蚀的网状结构,玻璃表面的Hench侵蚀机理由V类转变为Ⅱ类侵蚀机理.     

ZnO-B2O3-P2O5系封接玻璃的研究

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5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-P2O5系玻璃在中性环境下的化学稳定性较好.     

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.     

R2O对ZnO-Sb2O3-P2O5低熔玻璃性能的影响

借助IR、DTA等研究了碱金属氧化物R2O(R=Li,Na,K)对ZnO-Sb2O3-P2O5低熔玻璃结构及性能的影响。结果表明:不同种类碱金属氧化物的加入对玻璃的磷酸盐网络结构无明显影响,但K2O的引入提高了玻璃的转变温度(Tg)、软化温度(Ts)、析晶倾向和耐水性。R2O取代ZnO后破坏了玻璃的网络结构,导致玻璃的Tg及Ts温度和耐水性的降低,增加了玻璃的析晶倾向。在总碱量不变的条件下,借助混合碱效应,调节Li2O/(Li2O Na2O)摩尔比能够获得Tg及Ts温度更低的玻璃,同时耐水性也有所提高。对玻璃膨胀系数(α)的影响依次为K2O>Na2O>Li2O,且随R2O含量的增加而增加。此外混合碱效应对α的变化无明显影响。     

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.     

P2O5对Bi2O3-B2O3-ZnO体系玻璃结构及热性能的影响

采用传统的熔融冷却的方法制备了(40-x)Bi2O3-30B2O3-30ZnO-xP2O5(0≤x≤15mo1％)体系玻璃.使用红外光谱、拉曼光谱、DSC和热膨胀仪研究了封接玻璃的结构和热性能.红外光谱及拉曼光谱结果表明,P2O5作为网络形成体,以[PO4]进入到玻璃的网络结构中,玻璃的网络结构性增强.玻璃结构中[BO3]三角体结构单元相对含量有增多趋势,[BO4]四面体、[BiO3]三角体、[BiO6]八面体结构单元相对含量减少.随着P2 O5含量的增加,玻璃化转变温度和玻璃的初始析晶温度升高;玻璃的密度减小.Bi2O3-B2O3-ZnO-P2O5体系封接玻璃热膨胀系数减小,从8.289×10-6℃-1减小到6.354×10-6℃-1.玻璃的软化点逐渐增大,从416℃升高到524℃.     

Y2O3掺杂对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备了Al2O3-SiO2-P2O5（ASP）系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了稀土Y2O3掺杂对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明：Y2O3处于ASP的玻璃结构空隙中,起网络修饰体的作用,并未改变玻璃的基本结构,但Y^3＋离子会加强玻璃中P-O^-键的伸缩振动。当Y2O3的掺杂量少于1．5wt％时,随着Y2O3含量的增加,玻璃的稳定性增强,析晶活化能升高;引入量为1．5wt％时,玻璃的稳定性最好,析晶活化能最大,玻璃不易析晶;掺杂量多于1．5wt％时,稳定性开始下降,析晶活化能降低。少量Y2O3掺杂并未改变玻璃析出的晶相种类,析出的主晶相仍为AlPO4,次晶相为Mg3（CO4）2,但玻璃中加入适量的Y2O3会减少次晶相Mg3（PO4）2的析出量。     

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.     

Comparative Evaluation of Vanadium Ions in Na2O-CaO-P2O5 and Na2O-CaF2-P2O5 Glasses by Spectroscopic Analysis and Effects of Gamma-Rays Interaction

Silicon - Ternary soda lime phosphate glasses doped with V2O5 from the two varieties (Na2O-CaO-P2O5, Na2O-CaF2-P2O5) were prepared. The spectral analysis of both optical and FT infrared absorption...     

PbBr2-PbCl2-PbF2-PbO-P2O5系统玻璃形成特性的研究

研究了ＰｂＢｒ２－ＰｂＣｌ２－ＰｂＦ２－ＰｂＯ－Ｐ２Ｏ５系统的玻璃形成能力和系统的玻璃形成区,测试了一些玻璃的特征温度,结果表明,加入５％ＰｂＯ的５％ＰｂＦ２都使玻璃转变温度升高,玻璃形成区缩小,并向ＰｂＢｒ２方向偏移,同时加入２．５％ＰｂＯ和２．５％ＰｂＦ２同样提高了玻璃转变温度,但却增大了玻璃形成区;继续提高ＰｂＯ和ＰｂＦ２的加入量,玻璃形成区显著减小。     

N2O decomposition over [Fe]-ZSM-5 and Fe-HZSM-5 zeolites

The N₂O decomposition over an [Fe]-ZSM-5 and an Fe-HZSM-5 zeolite was studied. We found that framework incorporated iron species were much more active than Fe(III) introduced as framework charge countercations by ion exchange (TOF at 0.1 vol% N₂O:1.47 × 10^–4 at 280°C for [Fe]-ZSM-5 vs. 2.58 × 10^–4 at 468°C for Fe-HZSM-5). The higher activity of [Fe]-ZSM-5 was attributed to the uniqueness of framework iron species. Both [Fe]-ZSM-5 and Fe-HZSM-5 zeolites showed enhanced activity in the presence of excess oxygen. This is in sharp contrast to ruthenium exchanged zeolites which showed strong oxygen inhibiting effect on the rate of N₂O decomposition.     

SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛

采用水热晶化法制备SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料固体型催化剂,以葡萄糖为原料,SnO2/Fe2O3-rGO为催化剂,在[BMIM]Br环境下催化葡萄糖脱水制备5-羟基甲糠醛(HMF)。考察催化剂制备条件及催化制备5-羟甲基糠醛(HMF)的工艺参数如:催化剂制备的晶化温度、不同金属原料配比、以及不同溶剂对(HMF)产率的影响等。实验结果表明,在200℃下,n(FeCl3·6H2O)∶n(SnCl2·2H2O)=1∶3,恒温4 h,制备的催化剂SnO2/Fe2O3-rGO在[BMIM]Br离子液体中对葡萄糖脱水制备HMF所得葡萄糖转化率为99%,产率为56%。     

B_2O_3-P_2O_5-ZnO系统玻璃密度与结构关系研究

采用传统熔融冷却法制备了B2O3～P2O5-ZnO系统玻璃,运用IR和Raman光谱等手段分析了B2O3含量对玻璃结构的影响,并用密度和摩尔体积对上述结构进行验证。结果表明：对于B2O3-P2O5-ZnO系统玻璃,随R值增大,其IR和Raman光谱呈现出规律变化。IR光谱申,在～1423cm^-1处出现一个新吸收带,它对应[EO3]中B-O键的对称伸缩振动vs（B-O）。相应地,Raman光谱中的～520cm^-1和～1050cm^-1处出现新的散射峰,并随R值增大,其强度明显变大。密度和摩尔体积对R值也很敏感,随R值增大,密度线性增加,摩尔体积线性减小,二者都在R=0．333处达到极值。因此对该系统玻璃来说,可以利用玻璃的密度值对其结构进行预测。     

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。     

V2O5负载量对V2O5／TiO2催化剂SCR法脱硝的影响

以TiO2载体,采用浸渍法制备了不同V2O5负载量的用于选择性催化还原NOx的V2O5／TiO2催化剂。利用BET,SEM和Ⅺ①,对不同V2O5负载量的催化剂组成、结构、形貌和性能进行了表征,考察不同V2O5负载量对催化剂制备的影响。结果表明制备的催化剂具有较多的中孔和微孔,催化剂中V2O5含量的增加,会降低催化剂的表面积;V2O5含量为2％的V2O5／TiO2催化剂样品比表面积最大,但是其活性非常低;V2O5含量为4％催化剂比表面积较大,NOx脱转化率高;V2O5的负载量小时,V2O5主要以等轴聚合的钒基型式（V3O7和V6O13）存在,这些钒基是催化剂的活性中心;当负载量超过6％,V2O5主要以结晶相存在,占据大量活性位,降低催化效果。     

P_2O_5和B_2O_3对CaO—MgO—Al_2O_3—B_2O_3—SiO_2—P_2O_5—F系统玻璃分相行为的影响

对玻璃液相分离现象的研究是十分有意义的。过去在一些简单系统中已开展了大量深入研究。相比之下,对复杂多元系统的研究还很不够。CaO-MgO-Al_2O_2-SiO_2-P_2O_5-F系统是一个无碱多元系统,它具有显著的二液分离倾向。本工作根据TEM和DTA的实验结果,讨论了P_2O_5和B_2O_3两组分对该系统分相行为的影响,为了解多元系统中玻璃的分相规律提供了新的实验结果。