Na2O-Al2O3-B2O3系统低熔点玻璃的热学性质研究

介绍了Na2O-Al2O3-B2O3系统玻璃的制备，确定了Na2O-Al2O3-B2O3系统玻璃的成玻范围，研究了玻璃的转变温度（Tg）、软化温度（Tf）和热膨胀系数（α），以及玻璃的Tg、Tf、α与玻璃组成的关系。     

Al2 O3对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

硼硅酸盐玻璃具有优良的抗热冲击性能和优异的光学性能。主要探讨了Al2 O3对硼硅酸盐玻璃的结构和性能的影响。通过红外光谱测试分析了Al2 O3含量不同时玻璃的结构变化,测试了玻璃的热膨胀系数,转变温度、膨胀软化温度、粘度和化学稳定性。研究结果表明：Al2 O3的加入使得玻璃结构中[ BO4]减少,[ BO3]相应增加,从而使得玻璃结构疏松。玻璃的热膨胀系数增大,Tg 和膨胀软化点Td 降低,化学稳定性减弱;但玻璃的软化点Tf 在Al2 O3含量小于3%时,随Al2 O3含量增加有降低趋势,大于3%时随Al2 O3含量增加有增大的趋势。玻璃的高温粘度随Al2 O3的加入增大,但低温粘度减小。     

含ZnO/SnO_2的SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2封接玻璃性能的研究

用传统熔融冷却法制得SiO_2-B2O3-Bi3O_2系统玻璃,采用差热分析法研究了玻璃的结构和玻璃的特征温度Tg和Tf,测试了玻璃的密度、热膨胀系数、介电常数等性能。结果表明,在SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2系统玻璃中,当ZnO含量增加,ZnO/SnO_2质量比上升时,玻璃的热膨胀系数、密度和摩尔体积均呈下降趋势,玻璃的转化温度Tg和软化温度Tf变化不大,析晶温度Ts则有明显的上升。     

添加剂对铅硅酸盐低熔点玻璃热性能的影响

采用常规玻璃熔融退火工艺制备了两组铅硅酸盐玻璃试样,玻璃组成为(物质的量含量,下同):(55-x)PbO-(10+x)B2O3-30SiO2-5ZnO(x=0,5,10,15)和(55-x)PbO-10B2O3-30SiO2-5ZnO-xSB2O3(x=5,10,15),以及与两组参照的传统铅硅酸盐玻璃55PbO-5Al2O3-10B2O3-30SiO2.利用热膨胀仪观察氧化物添加剂对玻璃转变温度范围△T(T1-Tg)的影响.实验结果表明,随着氧化硼加入量的不断提高,玻璃的转变温度(Tg)与软化温度(Tf)随之提高,而△T先减小后增大,即出现所谓的硼反常现象.当添加的氧化锑量在5%～10%(物质的量含量,下同)范围时,与参照样品相比,玻璃的软化温度(Tf)基本保持不变而转变温度(Tg)则提高10℃以上.当添加的氧化锑量达到15%时,玻璃的转变温度(Tg)与软化温度(Tf)均显著下降,但△T基本保持不变.     

CaPbTiO_3对PbO-B_2O_3-ZnO-F系低温封接玻璃性能的影响

负热膨胀填料是调节低温封接玻璃热膨胀系数和性能的重要组分。本文以PbO-B_2O_3-ZnO-F系低温封接玻璃作为基体,研究了不同粒径和加入量的CaPbTiO_3对封接玻璃的热膨胀系数、转变温度Tg、软化温度Tf和流散性的影响规律。结果表明:在基体玻璃中加入CaPbTiO_3填料后,可显著降低复合玻璃的热膨胀系数,而流散性变化较大;随CaPbTiO_3填料粒度的减小和加入量的增加,对基体玻璃粘滞流动阻力也逐渐增大,以致复合玻璃的流散性变差,一般填料加入量要控制在50wt%以内,以免封接温度过高;通过不同粒径和加入量的CaPbTiO_3的引入,可制备出系列化热膨胀系数和封接温度的复合玻璃。     

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。     

各组分对SOFC硼酸盐封接玻璃系统的影响

以BaO-Al2O3-B2O3-SiO2封接玻璃体系为主要研究对象,研究氧化钡、二价金属氧化物和硼硅比等对封接玻璃系统的影响.BaO能使封接玻璃结构较疏松并降低其粘度,同时热膨胀系数随着BaO含量的增加呈上升的趋势,而封接玻璃转变温度Tg和软化温度Ts则随BaO含量的增加呈下降的趋势;B2O3/SiO2摩尔比分别为0.35、0.4、0.5和0.6时,封接玻璃的TEC随着B2O3/SiO2的增大而逐渐减小,Tg和Ts随着B2O3的增多而显著降低;但是当B2O3/SiO2比大于0.5时,比例对Tg和Ts的影响较小,Tg和Ts温度下降的趋势逐渐平缓下来;在体系中引入RO(R=Ca,Zn)会使封接玻璃的Tg朝高温方向偏移,同时也能使封接玻璃的析晶温度退后,但不利于封接玻璃的长期稳定性.     

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。     

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。     

钒酸盐玻璃陶瓷封接材料的制备及应用

采取熔融-晶化法制备了主晶相为Ba3(VO4)2的玻璃陶瓷,研究了热处理制度对玻璃陶瓷样品析晶情况、热学及力学性质的影响.结果表明:在最佳热处理条件晶化540 ℃,保温2 h下,玻璃陶瓷的转变温度Tg、软化温度Tf、热膨胀系数及硬度均优于基质玻璃,且热膨胀系数为17.81 ×10 -6℃-1与金属铜的热膨胀系数值( 17.7 × 10-6℃-1)临近,能够与之直接封接,将有毒的含铅封接材料取而代之.     

碱金属与碱土金属对电光源玻璃性能的影响

采用传统高温熔融法制备得到了多组无铅电光源玻璃,利用热膨胀仪对各组分玻璃的热膨胀性能进行测试.分析了不同氧化物替代Na2O后对热膨胀系数和膨胀软化温度的影响.结果显示:当三元碱金属氧化物(Li2O,Na2O与K2O)共存时,热膨胀性能出现复杂的混合碱效应;当碱土金属部分取代碱金属时,碱土金属氧化物对性能的影响并非按照离子的大小呈现一种简单的线性关系.玻璃的电阻率和介电性能不仅与碱金属的含量有关,还与其相对含量有关.     

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。     

磷酸盐激光玻璃离子交换动力学研究

对Li2O质量分数不同的磷酸盐激光玻璃进行了离子交换实验,并研究了熔盐中K+及Na+在玻璃中的扩散动力学。使用波分散光谱(WDS)技术分析了K+及Na+在玻璃中的扩散深度,并研究了两种离子在玻璃中的离子扩散系数和扩散活化能。实验结果表明,玻璃中Li2O质量分数较高时,K+及Na+在玻璃中的扩散深度较大;混合碱效应导致离子的扩散系数降低。     

n(B2O3)/n(SiO2)对硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响

采用热膨胀仪、扫描电镜和红外光谱仪研究了硼硅酸盐玻璃的结构与性能随n(B2O3)/n(SiO2)和n(B2O3)/n(Na2O)的变化规律,深入探讨了结构对分相、热膨胀系数和膨胀软化温度的影响规律。结果表明:热膨胀系数取决于玻璃中[BO3]、[BO4]和[SiO4]的数量变化;玻璃的转变温度和软化温度主要由SiO2决定;[BO3]对玻璃的分相有着重要的影响;不论n(B2O3)/n(Na2O)比值多少,玻璃结构中均存在[BO3]和被破坏的[SiO4]。     

Evaluating the role of composition and local structure on alkali out-diffusion in glasses for thin-film solar cells

The presence of alkali ions has reportedly improved the performance of CIGS/CZTS–based thin-film solar cells. The out-diffusion of the alkali ion, in particular, Na, from the glass substrate offers a facile scalable route of supplying the alkali ions during the growth of the absorber layer. In this work, we demonstrate the diffusion of different alkali ions (Li/Na/K) from composition tuned glasses with intentionally incorporated excess alkali ions into a thin Mo film, typically used as a bottom electrode in solar cells. We also evaluate the physical, mechanical, and thermal properties of the glasses for suitability as a substrate in thin-film deposition. The out-diffusion of alkali ions to the overlayer is found to be critically influenced by the composition and the local structure of the glasses. The Na ions exhibit the highest extent of diffusion among the alkali ions present in glass substrates, while that for the K-ions is the lowest. For the glasses with mixed alkali ions, the presence of Li facilitated the out-diffusion of Na, whereas K ions appear to inhibit the same. Differently with the existing reports, we show that the activation energy and the presence of Ca ions as additional modifiers play a crucial role in the transport mechanism of the ions. In addition, the synthesized glasses exhibit hardness of the order 5-7 GPa, density ~2.55 g cm^-3. The glass transition temperature lies between 535 and 580°C and the coefficient of thermal expansion 8.5-10 ppm/K, which is highly suitable for use as substrates in thin-film solar cells.     

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.     

The effect of alkali metal oxide on the properties of borosilicate fireproof glass: Structure,thermal properties,viscosity, chemical stability

The purpose of the current work was to research the effect of alkali metal oxide on the structure, thermal properties, viscosity and chemical stability in the glass system (R₂O–CaO–B₂O₃–SiO₂) systematically. Because the glass would emulsify when Li₂O was added to the glass batch, this article did not discuss Li₂O. The results showed that when the amount of Na₂O was less than 4 mol.%, there was a higher interconnectivity of borate and silicate sub-networks in glass, as more mixed Si–O–B bonds were present in glass. The glass samples exhibited excellent thermal properties and chemical stabilities. As the amount of Na₂O exceeded 4 mol.%, the interconnectivity of borate and silicate sub-networks was weakened. The thermal properties and chemical stabilities of the glass samples were reduced. The connectivity of the silicate sub-network was weakened slightly as the Na/K ratio varied, and the coefficient of thermal expansion (CTE) of the glass samples gradually increased, and the resistance to thermal shock (RTS) value gradually decreased. Moreover, the viscosity of the glass samples decreased with the ratio of Na/Si and Na/K increased.     

R2O3对SnO-ZnO-P2O5无铅玻璃性能的影响

以SnO-ZnO-P2O5(SZP)系统作为低温玻璃材料的研究对象,结合其形成区域,研究了R2O3(Al2O3、B2O3)对SZP玻璃化学稳定性、膨胀系数、转变温度和软化温度等性能的影响。