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...     

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.     

ZnO-P2O5-Sb2O3-B2O3系统玻璃的形成与性能优化研究

采用熔体冷却的方法制备了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3(x=10～30 mol%,y=10～45 mol%,z=10～50 mol%)系统无铅玻璃,研究了该体系玻璃的形成区。采用热膨胀仪、失重法等研究了xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的性能和含有MnO2的20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3体系玻璃的性能。结果表明,随着Sb2O3含量的增加,xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的转变温度降低。xZnO-yP2O5-zSb2O3-20B2O3系统玻璃的失重随P2O5含量的增加而增加。MnO2的引入降低了20ZnO-40Sb2O3-20P2O5-20B2O3系统玻璃的热膨胀系数和失重。     

Y2O3和CeO2对镁砂烧结性能及显微结构的影响

以菱镁石于950℃制得的轻烧MgO粉(≤0.088 mm)为主要原料,分别加入质量分数为1%、2%、3%、4%的Y2O3和CeO2混匀,压制成型后于1 600℃煅烧3 h,冷却后测其体积密度和线收缩率,并利用XRD、SEM、EDS分析试样的物相组成及显微结构,以研究Y2O3和CeO2对镁砂烧结性能和显微结构的影响。结果表明:1)引入Y2O3和CeO2均有利于镁砂的烧结致密化,镁砂试样的体积密度和烧后线收缩率随其加入量的增加而增大;在加入量相同的情况下,加入Y2O3对镁砂的促烧结作用比加入CeO2的更明显。2)引入的Y2O3和CeO2都有部分固溶于方镁石晶体内,使MgO晶格发生畸变,有利于MgO晶粒发育良好,晶粒长大,晶界明显;Y2O3能与镁砂中的CaO、SiO2形成钇硅酸盐相分布在晶粒之间,而部分CeO2以游离形式存在于晶粒之间。3)与引入CeO2的试样相比,引入Y2O3的试样中气孔更加集中,晶界更加清晰,MgO晶粒尺寸较大,这是由于Y2O3和CeO2的性质差异造成稀土离子参与固溶体粒子取代程度不同的缘故。     

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.     

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.     

V2O5-TeO2-P2O5-Fe2O3系无铅低熔点封接玻璃性能研究

研究确定了V2 O5-TeO2-P2O5玻璃的形成范围,系统地探讨了P2O5/TeO2比及V2 O5对玻璃热膨胀系数、特征温度和耐水稳定性的影响规律,结果表明所涉及玻璃组成的耐水性低.对P2O5/TeO2/V2O5比为17.1/20.9/62,外掺Fe2O3玻璃的研究表明,Fe2O3掺入(0mol％～16mo1％),水侵蚀后质量损失由20.05％降低到1.73％,显著提高玻璃耐水稳定性,热膨胀系数由11.5×10-6/℃降低到8.9×10-6/℃,特征温度提高,其中转变温度Tg从267℃升高到310℃,膨胀软化温度Td从284℃升高到330℃.SEM分析发现,掺入Fe2O3玻璃的表面形成明显的未被侵蚀的网状结构,玻璃表面的Hench侵蚀机理由V类转变为Ⅱ类侵蚀机理.     

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。。     

使用溶胶-凝胶法烧结并添加MgO、TiO2、Y2O3制备的Al2O3-SiC质陶瓷复合材料

利用无压烧结技术制备Al2O3-SiC陶瓷复合材料,并在烧结过程中使用MgO、TiO2、Y2O3等材料作为添加剂。本文研究了添加剂对复合材料的致密度和硬度的影响。采用溶胶-凝胶法使用AlCl3、TEOS、蔗糖和作为前驱体分离出α-Al2O3和β-SiC纳米颗粒。在氮气环境下无压烧结的温度为1 600℃和1 630℃。添加5%(体积)SiC阻碍了Al2O3复合材料的密实化。相比之下,添加纳米MgO、TiO2后Al2O3-5%SiC(体积)复合材料的致密度提高,但Y2O3对复合材料的烧结后的硬度、致密度没影响。烧结温度为1 630℃时复合材料达到最大致密度(97%)。在1 630℃下烧结材料的维氏硬度为17.7GPa。扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料微观结构看到SiC颗粒均匀分布在晶粒边界。本文分别用X-射线衍射(XRD)、同步热分析仪(STA)和电子扫描显微镜(SEM)方法对材料的前驱体和合成物粉末进行了研究。     

BaO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃低温共烧陶瓷研究

采用烧结法制备了BaO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃低温共烧陶瓷。通过差热分析仪、影像式烧结点试验仪、X射线衍射仪等方法研究了玻璃组成以及烧结制度对微晶玻璃结构和性能的影响。结果表明:随着B2O3替代Al2O3量的增加,玻璃转变温度和烧结温度逐渐降低,析晶能力增强,有利于重硅酸钡晶体的析出,但不利于钡长石晶体的析出。烧结制度对析出晶体的种类和数量有很大影响。在850℃烧结2 h,微晶玻璃低温共烧陶瓷的气孔率低于1%,热膨胀系数在(7.05～12.78)×10-6/℃之间变化。     

氧化物添加对Bi_2O_3–B_2O_3–ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

采用常规的熔体冷却法制备了以Bi2O3–B2O3–ZnO为基体,外加氧化物（SiO2、GeO2、TeO2和Sb2O5）的玻璃试样,对比研究了氧化物对玻璃结构、转变温度、软化温度、析晶温度、热膨胀系数、抗弯强度和化学稳定性的影响规律。结果表明：在基体中加入SiO2,对降低玻璃的热膨胀系数最有效;加入TeO2,对降低玻璃的转变温度和软化温度最有效;加入Sb2O5,不仅能降低玻璃的转变温度和软化温度,使ΔT最大,而且能改善铋酸盐玻璃在封接过程中易析晶的问题,热膨胀系数较低,抗弯强度最大,化学稳定性最好。通过利用Fourier红外光谱、X射线衍射和热分析研究了玻璃结构的变化。     

MnO/MnO2对磷酸盐低熔玻璃性能的影响

;制备了含锰ZnO-Sb2O3-P2O5系统无铅低熔玻璃,其组成的配比(摩尔分数)为40.7%P2O5·36%ZNO-10%Sb2O3·2%Li2O·4%Na2O·3.3?O·4?O.借助红外光谱及差热分析考察了0～8%(摩尔分数)MaO及MaO2替代ZnO后对玻璃耐水性和低熔性的影响,借助紫外-可见光谱分析了锰离子在玻璃中的价态.结果表明:MaO/MnO2的引入改善了玻璃的耐水性,且以MaO2的作用更为显著;此外,锰的引入未明显提高玻璃的转变温度和软化温度,对密度及膨胀系数的影响也很小.玻璃中锰离子的价态主要与其在原料中的价态一致,同时存在有少量的Mn3 .在制备磷酸盐低熔玻璃时,MnO2是非常具有实用价值的一种组分.     

过渡金属氧化物对苯并恶嗪热稳定性影响研究

将过渡金属氧化物TiO2、MnO2、CuO、Cu2O、ZnO、ZrO2以及Y2O3、CeO2、Sm2O3、Gd2O3分别添加到苯酚/4,4'-二苯甲烷二胺型苯并恶嗪(BB)中间体中,制备了过渡金属氧化物/BB固化物,通过FTIR、TGA和DMA分析研究了过渡金属氧化物对苯并恶嗪热稳定性的影响。结果表明,这些氧化物的添加不改变BB固化物的化学结构;除ZnO外,其他氧化物均使BB的热稳定性和800℃残炭率降低,这是由于过渡金属氧化物与BB中N原子间配位作用的形成削弱了C—N键,使其更易断裂。     

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。     

Gd2O3和Y2O3共掺CeO2基中温SOFC电解质材料的合成

采用固相合成法合成Gd2O3和Y2O3共掺CeO2基粉料[(CeO2)0.92(Y2O3)0.08-x(Gd2O3)x,x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,摩尔分数,下同],在1 600 ℃烧成制备固态氧化物燃料池(solid oxide fuel cells,SOFC)电解材料.采用X射线衍射仪、热膨胀测...     

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。     

BaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃/SiO2高膨胀低温共烧陶瓷研究

用BaO-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃与二氧化硅复合的方法制备了高膨胀系数低温共烧陶瓷。实验首先制备一组玻璃材料,通过热膨胀测试、DTA等方法研究了玻璃的热学性能,然后用玻璃与石英、方石英和鳞石英晶体按一定比例复合制得高膨胀低温共烧陶瓷。通过烧结试验、XRD等分析方法研究了复相陶瓷材料的烧结收缩性能、晶相组成、热膨胀系数和介电常数。结果表明:50%BaO-7.5%Al2O3-30%B2O3-12.5%SiO2玻璃具有较低的转变温度(520℃)。该玻璃与鳞石英晶体以1:1的比例复合,850℃/10min烧结可以获得热膨胀系数为12.18×10-6K-1、介电常数为5.37的低温共烧陶瓷。