磷酸盐低熔封接玻璃的无铅化研究

从成本和低温化考虑,磷酸盐低熔封接玻璃最有可能取代商业铅基低熔玻璃。总结了近20年来研究较多的SnO-MO(M=Zn,Mg,Ca)-P2O5、ZnO-Sb2O3-P2O5、Na2O-CuO-P2O5、Na2O-Fe2O3-P2O5、硼磷酸盐和磷酸盐氧氮低熔玻璃系统的玻璃形成范围、制备方法、结构特征、性能参数和应用范围,总结的玻璃性能主要包括化学稳定性、转变温度、软化温度和热膨胀系数;指出硼磷酸盐、Na2O-CuO-P2O5、ZnO-SnO(Sb2O3)-P2O5、铁磷酸盐系统玻璃的化学稳定性基本达到或优于商业铅基低熔封接玻璃,磷酸和硼磷酸盐系统适用于中低温封接,而SnO-ZnO-P2O5和Na2O-CuO-P2O5应用于低温封接仍需解决转变温度大幅浮动、成本高及热膨胀系数等问题。     

掺杂对高钙生料易烧性的影响

本文比较了外掺各种氧化物对高钙生料易烧性的影响规律。以高钙生料为基准 ,分别掺入 2 %的Li2 O、CuO、TiO2 等 13种氧化物 ,煅烧至 130 0℃和 14 0 0℃ ,测其f CaO。结果表明 :外掺氧化物改善易烧性作用大小排序 ,在 130 0℃为CuO >Co2 O3>ZnO >Li2 O >Cr2 O3>PbO >WO3>ZrO2 >TiO2 >MnO2 >MgO >P2 O5>BaO >基准样 ,在 14 0 0℃为TiO2 >ZrO2 >WO3>MnO2 >PbO >Co2 O3>MgO >基样 >ZnO >Cr2 O3>P2 O >BaO >CuO >Li2 O。煅烧温度条件不同 ,外掺氧化物对易烧性的作用效果差异很大 ,以下几种情况值得注意和深入研究 :在低温(130 0℃ )阶段明显改善易烧性 ,但在高温 (14 0 0℃ )阶段则不明显或使易烧性变差 ,如CuO ;在低温煅烧阶段改善易烧性不明显 ,但在高温阶段效果显著 ,如TiO2 ;在高温阶段易烧性明显变差 ,如Li2 O。     

高性能(Na0.51K0.44Li0.05)Nb0.92Ta0.08O3-Na5.4Cu1.3Sb10O29无铅压电陶瓷

采用传统的氧化物固溶工艺制备了（Na0.51K0.44Li0.05）Nb092Ta0.08O3和助烧剂Na5.4Cu13Sb10O29.对（Na0.51K044Li0.05）Nb0.92Ta0.08O3添加助烧剂Na5.4Cu1.3Sb10O29的研究表明,助烧剂能大幅度提高（Na0.51K0.44Li0.05）Nb0.92Ta0.08O3的压电和机电耦合性能.质量百分比为4%Na5.4Cu1.3Sb10O29掺杂的（Na051K0.44Li0.05）Nb092Ta0.08O3具有高的压电应变常数（d33=266pC/N）,高的机电耦合系数kt（46.7%）、k33（63.7%）,较低的损耗（tanδ=1.8%）,和高的居里温度（391℃）.这些参数表明,Na5.4Cu1.3Sb10O29掺杂的（Na0.51K0.44Li0.05）Nb0.92Ta0.08O3是替代锆钛酸铅且具有很好的应用前景的无铅压电陶瓷.     

Pr3+掺杂铋碲酸盐玻璃的热膨胀与可见荧光发射

制备了Pr3 掺杂的高折射率7.5Li2O-7.5K2O-5BaO-5Bi2O3-75TeO2重金属铋碲酸盐玻璃.测定了玻璃的热膨胀曲线,计算了样品的热膨胀系数α,转变温度Tg和软化温度Tf.紫外灯下观察,Pr3 掺杂的玻璃样品发出橙红光.室温下记录了玻璃样品的吸收、激发和荧光发射光谱.光谱分析表明:紫外灯、蓝色激光二极管、蓝色发光二极管,以及氩离子激光器是Pr3 掺杂铋碲酸盐玻璃的有效激发光源.     

Nb_2O_5对碲铅铋铌系玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备不同Nb2O5含量的TeO2-PbO-Bi2O3-Nb2O5系玻璃粉,研究了Nb2O5的加入量对TeO2-PbO-Bi2O3-Nb2O5系玻璃热膨胀系数、软化温度和热稳定性的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪检测玻璃粉的结构,通过热机械分析仪和综合热分析分别测试玻璃的膨胀系数和析晶温度,采用场发射扫描电镜观察太阳能电池Ag/Si接触界面。结果表明,随着Nb2O5含量的增加,玻璃的热膨胀系数和软化温度逐渐降低,玻璃化温度和析晶温度逐渐升高,玻璃的热稳定性逐渐增强。添加Nb2O5的玻璃粉所对应的太阳能电池正面电极中,Ag/Si接触界面存在大量的纳米银粒子,这将更有利于晶硅太阳能电池的光电子传导。     

BaO、Li2O对钠钙硅玻璃热膨胀系数和化学稳定性的影响

研究了BaO、Li2O含量变化对Na2O-CaO-SiO2玻璃热膨胀系数、玻璃化转变温度Tg以及化学稳定性的影响.结果表明:随着BaO替代等量CaO(2％～8％,摩尔分数),玻璃的热膨胀系数从81.78×10-7 K-1增加到86.09×10-7 K-1,Tg从536.9℃降低至525.4℃,化学稳定性变化不显著;随着Li2O替代等量Na2O(1％～4％,摩尔分数),玻璃的热膨胀系数先增加后减小,Tg由536.9℃降低到493.6℃,玻璃的耐碱性降低.     

添加Bi2O3对ZnO-B2O3-P2O5-SrO体系封接玻璃结构和性能的影响

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5-SrO-Bi2O3系无铅磷酸盐封接玻璃,研究了Bi2O3对该体系玻璃的结构、特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响。结果表明,随Bi2O3含量的增加,玻璃的密度增大,Tg、Tf先下降后趋于平缓,玻璃的热膨胀系数先上升后趋于平缓;化学稳定性先增强后降低,当Bi2O3为7mol时,达到极小值。     

低温烧结BaO-Sm2O3-TiO2系微波介质陶瓷材料的研究

利用传统的固相法制备BaO-Sm2O3-TiO2系陶瓷。通过复合添加氧化物ZnO、CuO和玻璃料Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2（BBZS），系统的烧结温度降至900℃。研究了玻璃料的添加量对介电性能的影响。按BaSm2Ti4O12＋1％（质量分数）ZnO＋1％（质量分数）CuO＋x％（质量分数）BBZS（0＜x≤30）配方，当x=25，预烧温度为1100℃和烧结温度为900℃时，有以下的微波特性：εr=60．51，Qf=2256GHz，τf=15．02×10^-6/℃，该陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧，应用到LTCC领域。     

掺铒铋酸盐玻璃光谱性质的混合形成体效应

测得了Er3+离子在铋酸盐玻璃系列(50～75)Bi2O3-(20～45)B2O3-5Na2O,70Bi2O3-(17～25)B2O3-xZrF4-5Na2O,70Bi2O3-(0～25)B2O3-(0～25)SiO2-5Na2O中的吸收光谱、荧光光谱及4I13/2能级荧光寿命.提出并研究了Er3+离子光谱性质的混合形成体效应,结果表明Er3+离子在铋酸盐玻璃中通过混合形成体效应可以获得较大的有效线宽(△λeff＝62～80nm)、较高的受激发射截面(σe＝0.76～0.84×10-20cm2)、较宽的荧光半高宽(FWHM＝55～80nm)以及较长的荧光寿命(τm＝1.6～4.3ms),说明掺Er3+铋酸盐玻璃是光纤放大器实现宽带和高增益放大较为理想的基质材料.     

GeO2对PbO-B2O3-ZnO低熔封接玻璃结构与性能的影响

用DSC、IR、XRD等研究了GeO2添加量对PbO-B2O3-ZnO系玻璃结构及性能的影响．结果表明，在PbO-B2O3-ZnO系封接玻璃中，引入0．4-2．0wt％的GeO2可有效地抑制玻璃析晶，降低封接温度．GeO2含量为0．7wt％左右时，玻璃稳定性最好，封接温度最低，仅为400℃，有利于低温封接．通过引入GeO2可在一定范围内调节PbO-B2O3-ZnO系封接玻璃的热膨胀系数．     

P2O5与CaF2制备PF5工艺研究

以P2O5与CaF2为原料,采用加热的方法制备PF5气体,并研究了反应温度、反应时间及P2O5和CaF2质量比对PF5产率的影响。结果表明,制备PF5的最佳条件：反应温度控制在280-300℃,反应时间5h,PF5和CaF2质量比为2．5：1。     

V2O5含量对SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F系玻璃陶瓷析晶的影响

应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及电子探针(EPMA)等技术研究了V2O5含量对SiO2-MgO-Al2O3-K2O-V2O5-F玻璃陶瓷析晶的影响.结果表明,在所研究的玻璃体系中,V2O5的加入促进了莫来石晶体在较低温度下的析出,而且随着玻璃中V2O5含量的提高,莫来石和云母晶体的析晶温度区间逐渐向低温方向移动.EPMA结果显示在析出的晶体中没有钒元素的聚集,表明V2O5的加入没有参与晶体的直接形核,而是以网络外体的形式存在于玻璃体系中,削弱玻璃的结构,导致晶体析出温度降低.同时发现VO含量尽管对析出晶体的种类没有明显的影响,但是对晶体的形态、大小及数量的影响较为显著.     

TiO2-In-Nb2O5敏感材料响应TMA气敏特性分析

以含In的TiO2为基质,与重量比为10%的Nb2O5混合,TiO2-In-Nb2O5混合敏感材料有效解决了三甲胺(TMA)动物食品测鲜气敏器件中提高电导率和保持高灵敏度之间的矛盾.并利用XRD、SEM对该混晶体的结构、形貌及其机理进行分析,发现:该富钛混晶体中颗粒间的空隙增大、颗粒颈部变细,有效提高了响应TMA敏感特性;混合过程中所形成含铌的氧化态混晶体是缺氧态的,氧空位的增多有助于敏感材料电导率的增加.     

P2O5掺杂量对磷化酚醛树脂热解碳导电材料结构的影响

用苯酚和甲醛在P2O5不同掺杂量酸化处理下合成了可溶性磷化酚醛树脂,经在氮气气氛下进行热裂解,制备了磷化酚醛树脂热解碳导电材料(PPAS);用FTIR、XRD、TG、SEM、XPS、BET、元素分析等方法对所制备材料进行了结构表征,用标准四探针方法对裂解产物的室温电导率进行了测定. 研究结果表明,在酚醛树脂酸化过程中,当P2O5用量<5%时,所制备的热裂解材料呈现无定形结构,热裂解产物的比表面积比未磷化的裂解产物的比表面积增大;当P2O5用量在10%～20%范围时,所制备的热裂解材料呈现片状晶体结构,裂解产物的比表面积随P2O5用量的增大而减小;当P2O5掺杂量为40%时,所制备的热裂解材料呈纳米球状结构,电导率达6～7S/cm.     

V2O5常压干燥气凝胶薄膜的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶技术制备溶胶,结合提拉镀膜方法,通过溶剂替换工艺在常压下制备出了纳米多孔结构的V2O5气凝胶薄膜.使用XRD、椭偏仪、XPS分别测试薄膜的晶态结构、折射率、表面成分,采用标准三电极法研究了薄膜的电化学伏安循环特性以及充放电性质.结果表明,经过溶剂替换薄膜孔隙率得到增加,比容量得到显著提高,可逆性也得到了改善;热处理使薄膜致密,孔隙率降低,样品在300℃热处理后V5+的含量增加,比容量有所提高.     

全固态锂离子电池V2O5阴极薄膜研究进展

全固态薄膜锂离子电池由于具有能量密度高、循环性能和安全性能好等优点已成为目前研究的热点.其中,V2O5薄膜是锂离子电池中一种备受重视的阴极材料.对V2O5薄膜的离子扩散系数以及结构特点做了简单介绍,重点评述了V2O5薄膜电极制备和电化学性能研究方面的发展近况,并对今后的发展方向进行了展望.     

ZnO-Al2O3-P2O5玻璃水化过程及机理的研究

研究了不同Al2O3/P2O3摩尔比和热历史的ZnO-Al2O3-P2O5玻璃在不同条件下的水化过程,利用XRD对部分水化过程的水化产物进行了晶相分析,探讨了其水化机理.结果表明:Al2O3/P2Os比的增加及退火均可降低ZnO-Al2O3-P2O5玻璃的水化速率;玻璃的水化累计失重量均与水化时间成线性关系,水失重百分数随着水化温度的提高,呈指数规律增加.研究认为:ZnO-Al2O3-P2O5玻璃的水化过程受表面水化层与内部未水化部分间的界面化学反应控制,水化过程中玻璃网络解体,相继生成了[P2O7]4-和白色不溶性物质Zn2P2O7·3H2O.     

Nb2CTx MXene Derived Polymorphic Nb2O5

Previously, heat treatment was the only feasible route for tuning the crystal phases of niobium pentoxide (Nb₂O₅). With the use of Nb₂CT_x MXene precursors, the first case of phase tuning of Nb₂O₅ in the low-temperature hydrothermal synthesis using sulfuric acid regulating agents is presented. By varying the amount of the agent, four pure-phase Nb₂O₅ crystals and mixed phases in-between are obtained. The required amount is found to be related to the H-covered surface energy calculated based on density functional theory. Overall, MXene-derived B-phase Nb₂O₅ is of particular interest due to its exceptionally high capacities as lithium-ion battery anodes, which are three times higher than the routine synthesized one. Oxygen vacancies induced by crystallographic shear would be responsible for the extraordinary performance. The proposed phase tuning strategy encourages the prudent synthesis of difficult-to-obtain crystal phases.     

表面活性剂对Ti/IrO2+Ta2O5阳极性能的影响

采用热分解法和Pechini法制备了Ti/IrO2+Ta2O5阳极,通过SEM、极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试手段,研究表面活性剂对Ti/IrO2+Ta2O5阳极微观结构和电催化性能的影响。结果表明,加入适量的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)可以明显改善涂液的涂刷性能;与热分解法相比,阳极表面呈现较多的龟裂纹,而且裂纹变宽加深,其电化学活性表面积增大,析氧电催化活性提高,但稳定性降低。     

热处理过程对V2O5/TiO2催化剂结构和光催化性能的影响

以工业偏钛酸为载体原料,采用超声浸渍法制备V2O5/TiO2催化剂.用XRD、XPS、FT-IR、UV-VIS等分析方法研究了热处理过程对催化剂组成和性能的影响,结果表明:随焙烧温度的升高和焙烧时间的延长催化剂的比表面积和孔径均减小,焙烧气氛对V2O5/TiO2催化剂中钒氧物种的存在形式和的光催化活性具有极其重要的影响,光响应性能与光催化性能不完全一致,将钒负载量为0.1%,在含水蒸气的空气中500℃焙烧4.5h制得的催化剂用于光催化降解10mg/L的亚甲基蓝溶液,在功率为4W的黑光灯照射下1.5h,亚甲基蓝的降解率达94.1%.