Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3低温无铅封接玻璃结构及性能研究

【摘要】低温封接玻璃凭借其良好的化学稳定性、抗老化性以及电绝缘性，在微电子、航空航天、电真空等领域得到了广泛应用。随着封接要求的提升和人们环保意识的增强，目前封接玻璃低温化、微晶化、无铅化成为该领域的主要研究方向。本课题选取极具发展前景的Bi2O3-ZnO-B2O3系低温无铅封接玻璃作为研究对象，通过配方设计和一系列结构性能表征测试，全面研究了该体系玻璃的成玻性能、低熔性能及它们与结构的相互关系，以及着色剂对玻璃结构和光谱吸收特性的影响，并对该玻璃进行热膨胀系数调节和烧结性能研究。实验结果显示：Bi2O3-ZnO-B2O3三元玻璃体系具有很宽的成玻范围，随着Bi2O3含量增加，玻璃化转变温度降低，析晶温度降低；ZnO含量增加，玻璃化转变温度变化幅度也不大，均在400℃左右，但是析晶温度下降；随着B2O3含量的增加，玻璃化转变温度和析晶温度均升高。研究发现：玻璃存在[BO3]、[BO4]、[BiO3]、[BiO6]等结构单元，[BiO6]含量是影响玻璃化转变温度的主要因素。Bi2O3含量增加，[BiO6]含量增加，玻璃结构变得疏松；随着ZnO含量增加，[BiO6]含量变化不大；随着B2O3含量的增加，[BiO6]含量减少。因此，在进行配方微调的时候，我们在保证Bi2O3含量足够高的情况下，适当调节ZnO和B2O3的比例。研究中，我们获得了具有较低玻璃化转变温度而析晶温度稍高的封接玻璃，其中Tg为359℃，Tc为513℃。本文研究了着色剂过渡金属离子对Bi2O3-ZnO-B2O3系玻璃光谱性能的影响，结果发现：与普通硅酸盐玻璃相比，其“吸收限”均向长波方向移动至可见光区，加入过渡金属着色剂后可见-近红外区的吸收率增加明显。研究显示：铋锌硼玻璃结构网络松散，非桥氧含量增加、O1S电子结合能降低、氧离子周围电子云密度大是着色光谱变化的主要原因。根据该玻璃独特的光谱吸收特性，我们利用光辐射加热方式大大提高了封接玻璃的加热效率，可以用以制备全钢化真空封接玻璃。另外，本文通过堇青石调整封接玻璃粉的膨胀系数，实现了与普通平板玻璃的匹配封接。结果表明，当堇青石加入量为5%的时候可以实现与普通平板玻璃的匹配封接，加入堇青石会使封接玻璃的玻璃化转变点以及软化点升高。扫描电镜观察发现，烧结以后堇青石分布均匀，边缘棱角分明，没有发生熔融现象，并且玻璃烧结致密，气孔较少，气孔直径均在50μm以下。
【作者】常明；
【导师】左岩；李要辉；
【作者基本信息】中国建筑材料科学研究总院，材料学，2014，硕士
【关键词】低温无铅封接玻璃；玻璃结构；玻璃着色；堇青石；

【参考文献】
[1]金磊.第2讲:城市防灾建设经验教训浅谈(续)[J].劳动安全与健康.2001(04)
[2]郭辰宇.建设银行内蒙古分行法律服务业务发展战略研究[D].内蒙古大学,工商管理,2012,硕士.
[3]姚蕴珈.论法律援助立法的理论与实践问题[D].吉林大学,法律,2004,硕士.
[4]王玉.Ti-48Al-2Cr-2Nb熔模铸造应力及缺陷的研究[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2013,硕士.
[5]侯海飞.基于机器视觉的胶囊表面缺陷的识别与分拣技术研究[D].浙江大学,光学工程,2013,硕士.
[6]余洋.双环独塔斜拉桥施工控制与索力研究[D].重庆交通大学,建筑与土木工程,2012,硕士.
[7]吴蔚.医院远程会诊系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[8]袁梅.基于IP RAN技术搭建综合业务承载网的设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[9]吴林霖.胰腺癌中ASH2L和KDM4B基因的功能分析及临床意义[D].复旦大学,影像医学与核医学（专业学位）,2013,博士.
[10]刘贤德,吕龙峰,侯延冰.溶剂对以PEIE为阴极修饰层的反型聚合物太阳能电池性能的影响[J].发光学报,2015,06:666-672.
[11]柳晓明.商业地产项目的风险识别、评价和控制研究[D].天津大学,工商管理,2013,硕士.
[12]许青松,范玉顺,吴澄,陶丹.支持动态联盟的多代理系统[J].控制与决策,2001,02:199-202.
[13]隽美惠.思想政治教育文化环境研究[D].渤海大学,思想政治教育,2014,硕士.
[14]王宝太.565Mbit/s光中继器插分方式[J].光通信研究.1992(04)
[15]姚盼盼.基于改进灰色聚类的铁谱图像分割[D].南京航空航天大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[16]周志万.马克思恩格斯社会建设思想研究[D].浙江工商大学,马克思主义基本原理,2014,硕士.
[17]李强.风力发电机局部放电故障监测系统的研究[D].兰州理工大学,检测技术与自动化装置,2013,硕士.
[18]韩梅.南宋江湖诗派中的宗室诗人研究[D].西南大学,中国古代文学,2013,硕士.
[19]孙秋凤.苏州地区呼吸道感染和哮喘儿童中鼻病毒感染的研究[D].苏州大学,儿科学（专业学位）,2014,硕士.
[20]黄玉丹.东营市城市化过程中的土地利用变化及其环境效应[D].山东师范大学,自然地理学,2013,硕士.
[21]段清星.离散槽钢加劲钢板剪力墙设计技术研究[D].江苏科技大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[22]李志敏.全髋关节置换治疗髋臼骨折术后创伤性关节炎的疗效分析[D].广西医科大学,脊柱骨病外科（专业学位）,2013,硕士.
[23]李鑫艺.论京剧优秀演员的创作思维[D].中国戏曲学院,戏剧戏曲学,2014,硕士.
[24]李卫华.面向B2C的Web文档聚类系统研究[D].华中科技大学,2005.
[25]胡静.三维试衣的理论方法研究[D].华东师范大学,通信与信息系统,2002,硕士.
[26]罗小松.基于韦伯局部特征的道路消失点检测[D].重庆大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[27]张海勤,邹翔,洪流,蔡庆生.电力调度数据挖掘系统的设计与实现[J].小型微型计算机系统,2003,01:64-67.
[28]巴雅尔玛格耐.蒙古国中学数学教学法发展史研究（1921-2013）[D].内蒙古师范大学,科学技术史,2014,博士.
[29]邓艳钦.延安时期党对青年知识分子的思想政治教育及当代启示[D].中南民族大学,思想政治教育,2013,硕士.
[30]吴游宇.钢管混凝土拱桥的动力特性及车桥共振分析[D].武汉理工大学,结构工程,2004,硕士.
[31]李洪仁,陈举庆,张景胜.1700mm热连轧机平衡、弯辊、横移液压控制系统的设计[J].一重技术.2001(Z1)
[32]刘宁.嗅鞘细胞移植治疗大鼠马尾神经压迫损伤的初步研究[D].第二军医大学,外科学,2013,硕士.
[33]马骏.免腔镜微创甲状腺切除术应用效果的研究[D].厦门大学,外科学,2014,硕士.
[34]陆高原.稀土掺杂弛豫陶瓷的光能存储及其近红外波长转换的研究[D].哈尔滨工业大学,光学,2013,硕士.
[35]赵金港.山西运城薛仁贵传说的调查研究[D].山西师范大学,民俗学,2013,硕士.
[36]赵青.基因技术的专利保护[D].华东政法学院,民商法学,2003,硕士.
[37]刘建元.烧结过程中微观结构演变行为的MonteCarlo模拟[D].中南大学,2011.
[38]刘传飞.自然通风湿式冷却塔消声器的气动性能研究[D].山东大学,热能工程,2013,硕士.
[39]杨文露.植入方法制备层状多铁材料及其性能的研究[D].扬州大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[40]李庆军,张辛亥,范兴玉,冯德谦.东荣三矿粉煤灰复合胶体防灭火技术应用与实践[J].中国安全科学学报.2005(04)
[41]袁野,程林,孙元章.考虑时延影响的互联电网区间阻尼控制[J].电力系统自动化,2007,08:12-16.
[42]陈蕊.土著艺术在高中美术课中的教学模式初探[D].首都师范大学,美术学,2013,硕士.
[43]李宁宁.跨区域型房地产企业管控模式研究[D].北京交通大学,2013.
[44]鞠林.氧化物纳米材料的磁性以及磁电耦合特性研究[D].山东大学,凝聚态物理,2014,博士.
[45]杜威,姜齐荣,陈蛟瑞.微电网电源的虚拟惯性频率控制策略[J].电力系统自动化,2011,23:26-31+36.
[46]李身锋.纳米金原位合成生物传感器的构建及其对慢性粒细胞白血病BCR/ABL融合基因检测的研究[D].重庆医科大学,2012.
[47]苏健.基于GIS的交换机运行状态监测系统的设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2011,硕士.
[48]赵宇靖.N-V中心在量子信息处理和量子计算中应用的研究[D].湖南师范大学,原子与分子物理,2014,博士.
[49]曹俊霞.原发性肾病综合征患者甲状腺功能变化与其尿蛋白水平及病理关系探讨[D].福建医科大学,内科学,2014,硕士.
[50]刘小平,丁明,张颖媛,徐宁舟.微网系统的动态经济调度[J].中国电机工程学报,2011,31:77-84.