TeO_2添加对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

通过高温熔融法制备以Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO为基体,外加TeO_2为辅助原料的低熔点玻璃。分别采用水淬和浇铸成型工艺制备样品,采用Fourier红外光谱、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、高温热膨胀分析仪和块体失重法,研究了不同含量TeO_2对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO基础玻璃的网络结构、特征温度(包括转变温度、软化温度、析晶温度和熔融温度)、热膨胀系数和化学稳定性的影响。结果表明:TeO_2摩尔分数在0~10%的范围内,基本未改变玻璃的整体网络结构;随着TeO_2含量增加,玻璃特征温度和化学稳定性均有改善。     

Fe_2O_3对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO系统封接玻璃结构及性能的影响

采用熔融冷却的方法制备了(40–x)Bi_2O_3-30B_2O_3-30Zn O-x Fe_2O_3(0≤x≤10)系统玻璃。研究了Fe_2O_3取代Bi_2O_3对Bi_2O_3-B_2O_3-Zn O系统玻璃结构、玻璃化转变温度(t_g)、初始析晶温度(t_c)、热稳定性、热膨胀系数(α)及化学稳定性的影响。红外光谱(FTIR)结果表明,Fe2O3以网络修饰体存在于玻璃结构间隙,增强了玻璃结构,玻璃密度减小。随着Fe_2O_3含量的增加,t_g、t_c逐渐升高,玻璃的热稳定性有所降低。α从8.2×10~(–6)℃~(–1)减小至7.4×10~(–6)℃~(–1),玻璃的软化点(t_s)逐渐从439℃升高到486℃。引入Fe_2O_3后,玻璃的化学稳定性提高。     

铁系氧化物对Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3封接玻璃性能的影响

采用熔融淬冷法制备了铁系氧化物(Fe_2O_3、Co_2O_3、Ni_2O_3)掺杂Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3(BiZnB)系玻璃。分别采用差热分析法(DTA)、X射线衍射分析(XRD)、热膨胀仪等测试手段,研究各铁系氧化物对基础玻璃体系结构与性能的影响。结果表明,掺杂铁系氧化物后,BiZnB系玻璃的特征温度有所下降。玻璃转变温度(t_g)从416℃降低至406℃,软化温度(t_f)从464℃降至456℃,开始析晶温度(t_x)从633℃最低降至609℃,其中Ni_2O_3的降低作用最为显著。铁系氧化物的掺杂使玻璃的线膨胀系数(α)从99×10~(-7)/℃~(-1)增大至108×10~(-7)/℃~(-1)。BiZnB系玻璃掺杂铁系氧化物后,仍具有良好的化学稳定性。     

掺杂过渡金属氧化物对ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃的改性研究

采用高温熔融和过渡金属氧化物掺杂的方法,制备了掺杂不同过渡金属氧化物(Sb2O3、TiO2、CeO2、MnO2)的ZnO-B2O3-SiO2无铅玻璃。研究了所制玻璃的物理化学性能。结果表明:掺杂过渡金属氧化物后,ZnO-B2O3-SiO2玻璃的结构和封接性能得到较大改善,玻璃的耐水性提高1.5～2.0倍,线膨胀系数从60×10–7/℃降至40×10–7/℃。     

溶胶-凝胶法制备BaO-ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备适合Al2O3、Al N陶瓷基板厚膜浆料用BaO-Zn O-B2O3-Si O2(BZBS)系无铅低熔玻璃粉。研究了pH值、温度对凝胶化过程的影响,并通过TG-DSC、XRD、SEM等手段分析了玻璃粉体性能、结构及形貌变化。结果表明:溶胶-凝胶法得到的BZBS玻璃粉经500℃热处理后其主要物相组成为非晶玻璃相和少量微晶,析出的主要晶相为BaCO3以及少量Ba(CO3)0.9(Si O4)0.1和Zn O。溶胶-凝胶法制备的BZBS玻璃粉经850~900℃热处理,不仅能与Al2O3陶瓷基板,还能与Al N陶瓷基板形成很好的润湿,可以作为陶瓷厚膜金属化电子浆料用玻璃粘结剂。     

Bi_2O_3含量对ZnO-BaO-Bi_2O_3-B_2O_3系玻璃性能的影响

用熔融冷却方法制备了ZnO-BaO-Bi2O3-B2O3系低熔点玻璃,研究了Bi2O3含量对所制玻璃热学性能和体积电阻率的影响。结果表明:随着Bi2O3含量的增大,所制玻璃密度和线膨胀系数增大,而膨胀转变温度(tg)、膨胀软化温度(tf)和体积电阻率(ρv)减小;当Bi2O3摩尔分数为0～12%时,随着Bi2O3含量增大,玻璃的tg、tf和ρv显著降低;而当Bi2O3摩尔分数为12%～25%时,这种变化趋势明显减弱。     

Cr_2O_3掺杂对钡硼硅微晶玻璃的性能影响

采用固相合成法制备了高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料。通过对该微晶玻璃进行X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试分析研究铬掺杂对BaO-B2O3-SiO2力、热、电性能及微观机理的影响。结果显示,热膨胀系数与介电损耗随Cr2O3含量增加而增大,研究表明,加入Cr2O3会促进该体系晶粒的生长,并促使晶相由石英晶相转变为方石英晶相,方石英热膨胀系数较高,其晶相含量增多导致热膨胀系数增大。该体系Cr2O3质量分数为0.5%时,制备出具有较高热膨胀系数(18.44×10-6/℃),较高抗弯强度(187 MPa),较低相对介电常数(5.5)的封装材料。     

Na掺杂Bi_2O_3-ZnO-Nb_2O_5基陶瓷的性能

采用固相反应法制备了(Bi2–xNax)(Zn1/3Nb2/3)O7陶瓷,研究了Na+替代Bi3+对Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7基陶瓷烧结性能、显微结构和介电性能的影响。替代后样品的烧结温度从960℃降至约880℃;当替代量x≤0.20时,相结构保持单一的单斜焦绿石相,随替代量进一步增加出现立方相;温度为–30～+130℃,替代后样品出现明显的介电弛豫现象,弛豫过程中的激活能约为0.40eV。用缺陷偶极子和晶格畸变对Na掺杂Bi2(Zn1/3Nb2/3)2O7基陶瓷的介电弛豫现象作出简要解释。     

低介低损耗CaO-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃性能研究

采用高温熔融–水淬法制备了CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。通过烧结点实验仪、梯温炉、DTA、XRD对其烧结性能、析晶性能、致密性及介电性能进行了研究。结果表明:可应用于LTCC基板材料的微晶玻璃组成为:x(SiO2)为18.0%、x(CaO)为36.8%、x(B2O3)为45.2%;该微晶玻璃在723℃附近开始软化,771℃析出硼钙石晶体;经850℃烧结1h后得到的微晶玻璃样品具有良好的介电性能(1MHz):εr为4.67,tanδ为0.71×10–3。     

Bi_2O_3掺杂对BLTN微波介质陶瓷性能影响研究

主要采用固相反应法,将原料粉体经过混料、球磨、预烧、成型和烧结后制备Ba_3La_2Ti_2Nb_2O_(15)(BLTN)微波介质陶瓷。研究了不同量的Bi_2O_3掺杂对BLTN微波介质陶瓷烧结行为、显微结构和介电性能的影响。结果表明:Bi_2O_3的添加不仅能有效降低BLTN陶瓷的烧结温度,而且显著提高了其相对介电常数(ε_r)和品质因数。当Bi_2O_3添加量为0.2%(质量分数)时,陶瓷的烧结温度由1440℃降低到1360℃,并呈现较好的微波介电性能:ε_r=55,Q·f=13 500 GHz(4.71 GHz),τ_f=–2.35×10~(-6)℃~(-1)。     

ZnO-B2O3-SiO2掺杂对锆酸钙基陶瓷性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃掺杂量对CaZrO3陶瓷烧结性能、物相组成、微观组织形貌和介电性能的影响。结果表明:通过掺杂ZBS,可使CaZrO3陶瓷的烧结温度由1 550℃降至1 000℃,且无第二相生成,相对密度达97.8%。当ZBS添加量为质量分数15%时,CaZrO3陶瓷在1 000℃烧结3 h获得良好的介电性能:εr=25,Q·f=8 584 GHz,τf=–45×10–6/℃。     

双碱金属氧化物对钙硼硅微晶玻璃性能的影响

向CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃中添加双碱金属氧化物Na2O和Li2O。研究了Na2O和Li2O的总体质量分数和二者的质量比对玻璃试样性能的影响。采用DSC、XRD、SEM分析了玻璃的性能和微观形貌。结果表明:烧结后试样晶相主要为硅灰石;当w(双碱金属氧化物)为1.5%,ζ(Na2O∶Li2O)为2∶3时,试样能在950℃烧结,εr为6.16,tanδ为3.5×10–3(1MHz)。     

Er3+掺杂Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃光谱性质及热稳定性研究

用高温熔融法制备了Er3 掺杂50Bi2O3-(50-x)B2O3-xGa2O3(x=0,4,8,12,15 mol%)系列玻璃,测试了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热稳定性.分别应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论计算了Er3 强度参数和受激发射截面.研究发现,当Ga2O3含量在mol 8%时,荧光半高宽(FWHM)、峰值发射截面(σpeak e)和4I13/2能级荧光寿命(τm)均达到了峰值,其FWHM和σpeake分别为81 nm和1.03×10-20cm2.热稳定性则随着Ga2O3含量的增加而改善,析晶开始温度(Tx)和玻璃转变温度(Tg)之间的差值(△T)最高达到了261℃.研究表明,含适当重金属Ga2O3的铋硼酸盐玻璃具有较好的光学性能和热稳定性,适合于作为高增益、低噪声的宽带掺铒光纤放大器的基质材料.     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃掺杂对BZN陶瓷介电性能的影响

采用传统的固相反应法制备了Li2O-B2O3-Si O2(LBS)玻璃掺杂的(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7(BZN)陶瓷,研究了LBS作为烧结助剂对BNZ陶瓷的烧结特性、晶相组成、微观结构以及介电性能的影响。结果表明,添加少量LBS玻璃后的陶瓷试样中没有出现第二相,主晶相仍为立方焦绿石结构。烧结助剂能有效降低BZN陶瓷的烧结温度,当LBS质量分数为0.6%时,陶瓷试样的烧结温度降到900℃,制备的试样具有良好的介电性能:相对介电常数为159,介质损耗为8×10–4(1 MHz)。     

硼含量对钙硼硅系微晶玻璃性能的影响

采用高温熔融法,制备了不同硼含量(w(B2O3)为30%～40%)的CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃。考察硼含量对该体系微晶玻璃熔制过程中B2O3挥发率及其性能的影响。结果表明:随w(B2O3)增加B2O3挥发率增大,从4.27%增至6.91%。w(B2O3)为35%时,试样的烧结温度范围较宽,在最佳烧结温度850℃下,体积密度为2.54g/cm3;10MHz下,εr为6.42,tanδ为9×10–4;试样的εr随w(B2O3)变化不大,处于6.2～6.5,w(B2O3)为30%或40%时,tanδ显著增大至10–2量级。     

Bi_2O_3掺杂对Mn-Cu-Ca系负温度系数热敏电阻性能的影响

通过在Mn-Cu-Ca系负温度系数热敏电阻器(NTCR)配方中掺杂质量分数x%的Bi2O3(x=0,0.5,1,2.4,4.8,7),采用传统固相反应法制备了单层圆片式热敏电阻元件,研究了该元件的微观结构和电性能。实验结果表明:Bi2O3存在于晶界处,Bi2O3的存在增大了元件的晶粒尺寸,同时影响元件的气孔率。Bi2O3的引入降低了元件的室温电阻率,拓宽了元件的使用温区。当Bi2O3的添加量为质量分数4.8%时,元件具有较低的室温电阻率(6?·cm)及较宽的使用温区(室温~240℃)。     

Bi2O3对Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3低熔玻璃结构和性能的影响

采用传统的熔淬技术制得了低熔Al2O3-ZnO-Bi2O3-B2O3玻璃,研究了玻璃结构、玻璃特征温度、线膨胀系数(α1)以及密度随Bi2O3含量的变化关系.结果表明:随着Bi2O3含量的增加,玻璃网络中[BO4]取代了部分[BO3],玻璃网络中出现Bi-O结构,玻璃中非桥氧的数量也逐渐增多;软化温度(ts)、玻璃化温度(tg)都是先上升后下降,而线膨胀系数先减小后逐渐增大,玻璃密度先是线性增加,然后增加趋势变大.