Bi2O3/ZnO比例对真空玻璃用低熔点封接玻璃结构和性能的影响

制备了可用于真空玻璃封接的铋酸盐玻璃系统无铅低熔点玻璃粉,采用拉曼光谱、XRD、热膨胀测试、纽扣实验等测试方法表征了Bi2O3/ZnO比例的变化对玻璃的网络结构、热学性能、热膨胀系数、特征温度点及封接温度的影响.结果 表明:随着Bi2O3/ZnO比例的增加,[BiO3]和[BiO6]单元数量随之增多,少部分Zn2+以[ZnO4]四面体结构进入到玻璃网络结构中.Bi2O3/ZnO比例的增加,降低了玻璃的Tt、Ts和封接温度,增大了热膨胀系数,增强了化学稳定性.Bi2O3/ZnO最佳比例是35/26.7,此时玻璃具有较低的Tg(384℃)和Ts(407℃),热膨胀系数为98.6×10-7/℃,封接温度为(456±14)℃.本实验的Bi2O3用量少,封接温度低,无须添加低膨胀填料即可获得较低的热膨胀系数,降低了生产成本,满足真空玻璃对低熔点封接玻璃粉的使用要求.     

β-锂霞石对Bi2O3-B2O3-ZnO系封接焊料封接粘结拉伸强度影响的研究

低温封接真空玻璃以降低退钢化效应是当前研究的难点问题,采用环保型封接焊料替代含铅焊料是热点问题,铋锌硼玻璃是最有希望替代含铅焊料的低熔点玻璃系统.将不同掺量(wt％)的β-锂霞石掺入到Bi2O3-B2O3-ZnO系封接玻璃中,制备封接焊料,通过十字交叉法测试在不同烧结温度下封接的封接粘结拉伸强度,研究β-锂霞石掺量、烧结温度对封接粘结拉伸强度、粘结层厚度的影响.结果 表明:在410 ～430 ℃,β-锂霞石掺量为9％～12％时能明显提高封接粘结拉伸强度,其中410℃烧结时,掺量为9％的强度提高28％,达到1.19 MPa.β-锂霞石掺量6％ ～ 12％时,在410 ～450℃烧结温度范围,封接粘结拉伸强度随烧结温度变化小,有利于封接工艺的控制.随β-锂霞石掺量增加,封接界面处由明显的压应力转变为明显的拉应力,相应的封接粘结拉伸强度由低转变为高,再转变为低.在各烧结温度下粘结层厚度随β-锂霞石掺量的增加而增大,但未发现其与强度存在直接关联关系.     

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...     

Bi2O3-ZnO-B2O3低熔点封接玻璃的烧结特性

利用X射线衍射、扫描电子显微镜对Bi2O3-ZnO-B2O3系统低熔点玻璃的烧结性能、结晶特性以及烧结后玻璃试样的结构进行了研究.结果表明:随着B2O3含量的增加,玻璃的转变温度与软化温度都随之提高,影响了玻璃的烧结.Bi2O3-ZnO-B2O3系统低熔点玻璃粉末的烧结有黏性液相参与,使得玻璃试样的致密化更加有效,效率更高.当B2O3含量为5.24%(以质量计)时,玻璃的析晶倾向增大,试样中析出了Bi2482O39晶相.当温度继续升高时,试样的烧结收缩出现了"滞缓",有大量的液相出现,且在表面张力的作用F出现了流散.     

Al2O3对SOFC封接玻璃结构及其封接性能的影响

不添加B2O3的前提下,以BaO-Al2O3-CaO-SiO2体系为基础,采用DSC、XRD、SEM、热膨胀仪等测试手段研究不同含量Al2O3对SOFC用封接玻璃性能的影响。结果表明:BaO-Al2O3-CaO-SiO2体系主晶相为BaSi2O5,随着Al2O3降低,材料的初始析晶温度降低,析晶趋势增强。Al2O3含量为3.3%和1.3%时,经950℃热处理1h,样品的热膨胀系数分别为10.5×10-6℃,10.3×10-6℃,在SOFC封接玻璃膨胀系数的要求范围内。Al2O3含量为3.3%其封接效果良好,热稳定性好,满足中高温固体氧化物燃料电池用封接玻璃的要求。     

ZnO对Bi2 O3-B2 O3-ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

通过FTIR、Raman、27 Al NMR、XRD、DSC等测试方法,研究了ZnO含量对Bi2 O3-B2 O3-ZnO-SiO2-Al2 O3系统低熔点玻璃结构及热性能的影响.结果表明:当ZnO含量小于12wt％时,Zn2+与自由氧结合形成[ZnO4]四面体,增强网络结构,玻璃化转变温度增大,热膨胀系数减小;当ZnO含量大于12wt％时,锌氧多面体由四配位[ZnO4]转变为六配位[ZnO6],破坏网络结构,玻璃化转变温度减小,热膨胀系数增大;ZnO含量的提高和热处理温度的升高对玻璃析晶能力没有明显的促进作用.     

BaO对硅酸盐SOFC封接玻璃结构与性能的影响

研究了应用于固体氧化物燃料电池的BaO-Al2 O3-SiO2系封接玻璃性能.通过DSC、XRD、SEM及热膨胀仪等方法测试分析了不同温度、不同时间热处理的封接玻璃结构与性能.结果表面:在800℃热处理1h后WBa-1、WBa-2、WBa-3的热膨胀系数为10.58×10-6℃-1、10.40×10-6C-1、10.21×t0-6℃-1,热处理5h、10 h的WBa-3组的热膨胀系数为10.07×10-6℃-1、10.33×10-6℃-1,与电解质YSZ、金属连接板Crofer22APU热膨胀系数相匹配.热处理后玻璃的析出的晶相主要为针状的钡长石(BaAl2 Si2 O8),化学稳定性较高.封接玻璃的平均抗折强度可以达到80 MPa.对WBa-3组进行了电性能测试,在450℃、500℃下的电阻率分别为2.03×107 Q·cm、8.56×106 n·cm,对以后的工作有指导作用.     

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。     

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。     

碱金属氧化物对低介电封接玻璃结构与性能的影响研究

玻璃由于优异的电学性能在电子封接领域的应用越来越广泛。本文以硼铝硅酸盐玻璃为基础玻璃体系,采用高温熔融法制备了低介电封接玻璃。通过拉曼光谱、热膨胀系数测定仪、密度计、弯曲梁低温测试仪、精密阻抗分析仪等对样品性能进行表征,研究了碱金属氧化物对低介电玻璃的结构与性能的影响。研究结果表明:碱金属氧化物R₂O总量保持不变,随着Li₂O取代量的增加,玻璃结构中[BO₃]含量先降低后增加,同时[AlO₄]增加、[AlO₆]降低;玻璃的热膨胀系数先降低后升高,密度变化趋势与之相反,且均在LN-3(Na₂O与Li₂O质量比为1.0:1.0)组出现极值;特征温度先升高后降低,最后Na₂O被完全取代后呈现再次升高的趋势;玻璃介电常数和介电损耗先降低后升高,且混合碱金属玻璃的介电常数和介电损耗均低于单一碱金属玻璃。     

La2O3对铝锂硅系统微晶玻璃的影响

研究了稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３对Ｌｉ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系微晶玻璃的加工性能及物理特性的影响。结果表明,少量Ｌａ２Ｏ３能增加玻璃液的粘度,玻璃的熔融温度和析昌温度比未加Ｌａ２Ｏ３的分别增加２０℃和５℃左右。该微晶玻璃的热膨胀系数随Ｌａ２Ｏ３含量的增加而降低。     

氧化物掺杂对磷酸盐低熔点玻璃结构与封接性能的影响

制备了以ZnO-B2O3-P2O5为基体,外加金属氧化物(Fe2O3, MnO2, CuO和 TiO2)的玻璃试样,研究了金属氧化物对玻璃膨胀系数、密度、玻璃转变温度、软化点温度、化学稳定性、电阻率的影响.实验结果表明外加金属氧化物Fe2O3对提高玻璃的化学稳定性最为有效,MnO2不仅在提高磷酸盐玻璃的化学稳定性方面效果优异,同时在降低玻璃的封接温度方面效果明显,CuO、TiO2对封接性能的影响介于上述二者之间.通过扫描电镜、红外光谱分析了玻璃结构的变化.     

BaO含量与热处理制度对BaO-Al2O3-B2O3-SiO2体系封接玻璃性能的影响

燃料电池的长寿命安全使用对相关联的封接玻璃提出了更高的要求,为明确封接玻璃的组成和晶相析出对封接玻璃转变温度、热膨胀系数等的影响规律.以BaO-Al2O3-B2O3-SiO2作为基础玻璃体系,通过测试玻璃的DSC、XRD、CTE等性能参数,研究组成中BaO含量和热处理制度对玻璃封接性能的影响.结果 表明,BaO能够增大玻璃的热膨胀系数,降低玻璃的特征温度.随着BaO含量的增加,基础玻璃的CTE从9.24×10-6 K-1增加到11.26×10-6 K-1.其中B3组玻璃满足SOFC的使用要求,可用作封接玻璃.B3组基础玻璃在模拟电池的工作温度下热处理后,主晶相为正交晶系的BaSiO3,微晶玻璃的膨胀系数提高至10.53×10-6 K-1,同样能够满足与电解质YSZ(CTE:10.5×10-6K-1)、以及Corfer22APU连接板(CTE:12×10-6 K-1)的匹配要求;析晶后玻璃的软化温度提高至830℃,提高了封接玻璃的使用温度,在SOFC工作温度(700 ～ 800℃)下,所制备的封接微晶玻璃在软化温度以下不会过度流动,能够保证良好的密封,满足封接的功能需求.     

添加Al2O3对玻璃与可伐合金封接性能的影响

通过测定玻璃在可伐合金表面的接触角,研究了添加Al2O3颗粒对玻璃润湿性的影响,并从气密性、绝缘电阻、爬坡高度和玻璃的抗开裂性能四个指标分析了添加Al2O3颗粒对改善玻璃与可伐合金封接性能的影响.结果表明,添加Al2O3的数量和粒度都将影响玻璃的润湿性能,Al2O3数量的增加和粒度的减小将降低玻璃在可伐合金表面的润湿性能,同时添加Al2O3还可强化基体玻璃的抗破坏能力.在DM308基体玻璃中添加10wt％ Al2O3颗粒后,极大改善了基体玻璃的封接性能,封接件的气密性、绝缘电阻、玻璃沿引线爬坡高度以及玻璃绝缘子抗开裂性能大大提高.     

Al_2O_3含量对ITSOFC用SrO-La_2O_3-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃性能的影响(英文)

采用高温熔融法制备了中温固体氧化物燃料电池用系列硼硅酸盐玻璃,玻璃摩尔组成为40SrO-5La2O3-xAl2O3-(25-x)B2O3-30SiO2(x=0,2.5,5.0,10.0)。结果表明:随着Al2O3含量的逐渐增多,玻璃转变温度和析晶峰温度逐渐升高,而热膨胀系数(CTE)均在9.8×10-6/K左右,这与电极材料8%(摩尔分数)Y2O3稳定ZrO2(8YSZ)在相同温度范围内的CTE相接近。Al2O3摩尔含量为5%的硼硅酸盐玻璃在700℃热处理100h后未能检测到明显的析晶和CTE变化,同时与8YSZ电极材料在700℃保温100h没有观测到明显的界面反应,表明该玻璃具有良好的化学相容性。