Y_2O_3对BaO-Al_2O_3-SiO_2系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-Al_2O_3-SiO_3系封接玻璃性能。通过DSC、XRD、SEM及热膨胀仪等方法,研究了Y_2O_3含量、热处理温度、时间热处理条件下封接玻璃结构与性能。研究结果表明:随着Y_2O_3含量的增加,BaO-Al_2O_3-SiO_2封接玻璃,析出的晶体主要是板柱的六方钡长石H-BaAl_2Si_2O_8。玻璃析晶后其微观结构致密,微晶玻璃的热膨胀系数由10.51×10~(-6)·℃~(-1)降低到10.27×10~(-6)·℃~(-1)。Y-1封接玻璃料浆与8YSZ电解质在900℃下热处理2h完成封接,并于820℃下烧结与微晶化10 h,封接玻璃与8YSZ电解质封接界面之间无裂纹、孔洞、反应层的形成,界面结合性能良好。Y-1微晶玻璃在450℃、500℃电阻率为2.27×10~8W·cm、3.71×10~7W·cm。Y-2玻璃在450℃、500℃电阻率为2.21×10~8 W·cm、2.31×10~7 W·cm。     

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。     

PbO-ZnO-B_2O_3系统易熔封接玻璃组成对性能的影响

本文结合实检结果讨论了PbO-ZnO-B_2O_3系统易熔玻璃组成与性能的关系;以及少量添加物SiO_2、CuO对改善玻璃性能的作用。在研究数十个配方的基础上,找出与黑瓷相匹配的较好的配方,基主要性能指标达到: 软化温度360°～370℃封接温度430°～450℃热膨胀系数(77—79)×10~(-7)/度     

硼酸盐在低温封接玻璃中的应用

低温封接玻璃是一种先进的焊接材料,由于其具有较低的熔化温度和封接温度、优良的机械强度和化学稳定性,因此其在很多领域中得到广泛应用.当前使用的低温封接玻璃中氧化铅的含量高,对环境污染严重,硼酸盐体系低温封接玻璃可以彻底解决这些问题.介绍了硼酸盐在低温封接玻璃中的应用,硼酸盐在低温封接玻璃中既是主要原料也是助熔剂及改性剂.中国硼资源丰富,而且硼酸盐低温封接玻璃性能良好、附加值高,因此硼酸盐低温封接玻璃发展前景广阔.     

PbO-Al_2O_3-B_2O_3系统玻璃的结构与性质

木文研究了 PbO-Al_2O_3-B_2O_3系统玻璃的形成范围和热、电性质。结果表明:Ph~(2 )为该系统的龟导载流子,玻璃的电导率主要取决于铅离子浓度、结构状态及网络的连续性,而热性质则与B~(3 )的配位数、结构网络的紧密性有关。 实验结果还表明:氧化硼的两种配位结构[BO_3]和[BO_4],主要取决于系统中能提供游离氧量的PbO以及能优先夺取游离氧的Al~(3 )浓度。当组成中PbO/Al_2O_3>1时,铝呈[AlO_4]存在,当玻璃中PbO含量高时,PbO也能作为玻璃形成物进入结构网络。 该系统玻璃因具有高绝缘性、低熔化温度,已制成一系列低熔封接玻璃用于电子器件中。     

K_2O含量对B_2O_3-Al_2O_3-Na_2O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。     

低温Li_2O-ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃结合剂的研究

采用传统熔体冷却法制备了Li_2O-ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃,分析了玻璃的特征温度、探讨了与刚玉磨料的热膨胀匹配性,研究了烧成温度和保温时间对玻璃为结合剂的刚玉砂轮试样抗弯强度的影响,并对玻璃结合剂的高温析晶稳定性进行了分析。结果表明,以Li_2O-ZnO-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃具有较低的流动温度和与刚玉磨料相匹配的热膨胀率,以其为结合剂制备刚玉砂轮磨具适宜的烧成温度为750℃-790℃,保温时间以1-2 h为佳,所制备砂轮的抗弯强度可达45 MPa。该体系玻璃结合剂烧成时保温时间不宜过长,当保温时间达到8 h时将导致Li_(2.4)Mg_(0.8)SiO_4晶体的析出,从而降低磨具的强度。     

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.     

ZnO-B2O3-P2O5系封接玻璃的研究

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-PO5 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-PO5 系玻璃在中性环境下的化学稳定性较好。。     

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.     

低温封接玻璃及其应用

前言 随着电子工业的发展和新技术领域的出现,对低温封接玻璃的需求不仅种类繁多,而且十分迫切。低温封接玻璃作为一种粘结材料,具有独特的性能,能在较低的温度下进行封接,以保护萤光粉、半导体等材料,并具有比有机粘结剂好得多的耐热性,比普通硅酸盐玻璃高得多的电绝缘性,可以说,在需要进行封接的电真空领域内,制备和应用低温封接玻璃就尤有必要。     

Bi_2O_3-B_2O_3-BaO玻璃的结构与热学性能研究

通过调整ω(Bi_2O_3)/ω(BaO)比例关系,研究了Bi_2O_3-B_2O_3-BaO低熔点玻璃体系结构和性能,通过DTA测定了玻璃软化温度和转变温度,热膨胀测试仪测试玻璃膨胀系数,红外光谱仪和X射线衍射仪分别研究玻璃结构和玻璃化程度。结果表明:玻璃的软化温度和转变温度都随着BaO质量分数的增加而增加,两者均处于较低的温度变化区间;玻璃的热膨胀系数随着BaO质量分数的增加而升高,XRD表明,玻璃的玻璃化程度良好,没有析晶。     

SiO_2和Al_2O_3对PbO-ZnO-B_2O_3玻璃结构与性能的影响

PbO-ZnO-B_2O_3体系玻璃是低温气密性封装的基础材料之一。Pb O含量高时,玻璃有较强的析晶倾向,其烧结性能受烧结过程中软化温度与析晶温度的影响。添加SiO_2和Al2O3可调节玻璃的结构与性能。SiO_2在Pb O-ZnOB_2O_3体系玻璃中有增强玻璃稳定性、减弱析晶倾向的作用,同时可显著降低玻璃的膨胀系数;Al2O3对玻璃性能影响不明显,单独添加Al_2O_3还容易促进玻璃网络分相;通过SiO_2和Al_2O_3共添加可获得较好的抑制玻璃粉体析晶的效果,得到膨胀系数和烧结温度都相对较低的封接玻璃。     

ZnO对V_2O_5-TeO_2-B_2O_3-Bi_2O_3系玻璃封接性能的影响

以V_2O_5-TeO_2-B_2O_3-Bi_2O_3系统为低温封接玻璃材料的研究对象,采用熔融法制备不同ZnO添加量的一系列玻璃粉,通过XRD、DSC、SEM等测试方法研究了ZnO的加入量对低熔点玻璃结构及热性能的影响。结果表明:当ZnO质量分数小于4%时,Zn~(2+)与自由氧结合形成[ZnO_4]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,热稳定性增加;当ZnO质量分数大于4%时,[ZnO_4]/[ZnO_6]的比值下降,破坏玻璃网络结构,玻璃化转变温度减小,热膨胀系数增大,热稳定性降低。因此,可以通过ZnO的掺杂调整玻璃性能满足钢化和半钢化真空玻璃的实际封接应用。     

ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3玻璃的结构性能研究

用传统熔融冷却法制备ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3,系统玻璃,采用X射线衍射法和差热分析法研究了玻璃的结构和玻璃的特征温度T_g和T_f,测试了玻璃的密度、热膨胀系数和介电常数等性能。结果表明,在ZnO-B_2O_3-Bi_2O_3系统玻璃中,当用B_2O_3逐步取代Bi_2O_3时,玻璃的特征温度T_g和T_f呈现逐渐升高的趋势,玻璃热膨胀系数由11.13×10~(-6)/℃减小至6.22×10~(-6)/℃,玻璃的密度由5.920 g/cm~3减小至4.114 g/cm~3,同时,玻璃的介电常数也有一定程度的下降。     

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。     

刚玉砂轮用K_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃结合剂的研究

采用传统熔体冷却法制备了K_2O-B_2O_3-Al_2O_3-SiO_2玻璃,探讨了组成中B_2O_3替代Al_2O_3对玻璃热膨胀性能、抗弯强度及析晶稳定性的影响。并优选该体系玻璃为刚玉砂轮结合剂,通过分析结合剂材料的特征温度确定了砂轮的烧成温度。研究结果表明,随B_2O_3逐渐取代Al_2O_3,玻璃的热膨胀系数呈降低趋势,强度先升高后降低。当B_2O_3含量为12wt.%时,可获得膨胀系数与刚玉相匹配、强度为117.8 MPa的玻璃材料。该体系玻璃具有较低的软化温度与流动温度,以所制备玻璃为结合剂,在1000℃保温2 h的烧结条件下可制备出性能优良的刚玉砂轮产品。     

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.     

磷酸盐在低熔封接玻璃中的应用

低熔封接玻璃是一种先进的焊接材料,由于其具有低的熔化温度和封接温度,优良的机械强度和化学稳定性,在很多领域中得到广泛的应用。磷酸盐在低熔封接玻璃中既作为主要原料也是成核剂及填料。当前使用的低熔封接玻璃中氧化铅的含量高,对环境的污染严重。磷酸盐体系低熔封接玻璃可以彻底地解决这些问题。中国磷资源丰富,磷酸盐低熔封接玻璃性能良好,附加值高,发展前景广阔。     

Al_2O_3对硼硅酸铅钙系玻璃性能的影响

用熔融法制备CaO-PbO-B2O3-SiO2系玻璃,以低温共烧法制备玻璃烧结体,研究不同Al2O3含量和烧成温度对玻璃的烧结性能和电性能的影响。结果表明:随着Al2O3含量的增加,玻璃的玻璃化转变温度升高,介电常数增加,介电损耗增加;X线衍射分析(XRD)显示G1玻璃在800℃析出CaSiO3和β-SiO2;G1玻璃于725℃保温30 min烧结,于10 MHz测试,介电常数(εr)=6.1,介电损耗(tanδ)=5.9×10-4;该玻璃有较低的玻璃化转变温度(tg=697.1℃)、较差的析晶能力、较低的介电损耗,适合作为低温共烧陶瓷(LTCC)的玻璃料使用。