无铅易熔玻璃组成和性能的研究

论文摘要

低熔点玻璃具有良好的化学稳定性、较低的使用温度和宽范围的膨胀系数，可广泛应用于陶瓷、搪瓷、玻璃色釉，电子器件的釉膜，等离子体平板电视的浆壁、封接剂等众多领域。目前市场上广泛使用的大部分玻璃色釉含铅、镉等有毒重金属，二价铅的结构易于极化，具有较高的折射率和电阻率。极化后能形成对正电核的最佳屏蔽，使玻璃熔化温度大为降低，黏度减小，软化点降低，料性变长，同时赋予玻璃的膨胀系数比碱金属氧化物要低，光泽度和耐水性优于碱金属氧化物。因此含铅的硅酸盐玻璃得到广泛应用。随着科技的不断进步和环保意识的增强，铅对人类的毒害和对环境的污染，愈来愈引起各方面的重视。本课题就是要研究在不含铅元素的SiO2-B2O3-ZnO-BaO-Na2O-K2O-Li2O系统玻璃组成中，改变系统中B2O3、ZnO和BaO的含量，从而确定最优化玻璃的组分组成。通过对玻璃样品的透光度及色度测定可知：B2O3、ZnO和BaO对玻璃的透光率有一定得影响，其中B2O3含量越多透光率越高；通过化学稳定性实验研究了不同组分对玻璃稳定性的影响，其中组分中ZnO含量的影响较大，随着ZnO含量的升高，玻璃化学稳定性增强；同时还测试了玻璃样品的热膨胀系数、软化温度、显微硬度、折射率等性能，研究了组成范围（wt%）为SiO245%，B2O310%15%，ZnO15%20%，Na2O10%，K2O9.5%，Li2O0.5%，BaO5%10%，不同组分对这几种性能的影响。研究结果表明：当熔制温度为1280℃，退火温度为500℃时，此玻璃系统不易析晶，透光率在62%97%之间，折射率在1.54061.5594范围内，硬度在317400之间，膨胀系数在95×10-7K-1101×10-7K-1范围内，软化温度Tf在530℃565℃之间，耐水性较好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 玻璃的含义
• 1.2 常用玻璃的主要类别及发展状况
• 1.2.1 电子封接玻璃材料
• 1.2.2 日用陶瓷釉块
• 1.2.3 日用玻璃材料
• 1.3 玻璃的主要成分及其作用
• 1.4 影响玻璃性能的一些因素
• 1.4.1 影响玻璃的膨胀系数因素
• 1.4.2 影响透光率的因素
• 1.4.3 影响软化温度的因素
• 1.5 易熔（低熔点）玻璃
• 1.5.1 易熔玻璃含义
• 1.5.2 易熔玻璃的性能
• 1.5.3 易熔玻璃的特征
• 1.6 含铅易熔玻璃
• 1.6.1 含铅易熔玻璃的含义
• 1.6.2 含铅玻璃的用途
• 1.6.3 铅在玻璃中的作用
• 1.6.4 铅的危害性
• 1.7 无铅易熔玻璃
• 1.7.1 无铅易熔玻璃的含义
• 1.7.2 常见的无铅玻璃系统
• 1.7.3 无铅易熔玻璃的应用
• 1.7.4 无铅易熔玻璃的缺陷
• 1.8 本论文的研究特色和创新之处
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验方案
• 2.1.1 实验用仪器及药品
• 2.2 玻璃配方的设计
• 2.3 样品的制备
• 2.3.1 配合料的制备
• 2.3.2 玻璃的熔制
• 2.3.3 样品的加工处理
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 澄清情况
• 2.4.2 透光度测试
• 2.4.3 折射率测试
• 2.4.4 硬度测试
• 2.4.5 热膨胀系数测试
• 2.4.6 耐水性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 组成玻璃的熔制
• 3.2 组成对玻璃透光度、色度的影响
• 3.3 组成对玻璃折射率的影响
• 3.4 组成对玻璃的硬度的影响
• 3.5 组成对玻璃热膨胀系数的影响
• 3.6 组成对玻璃软化温度的影响
• 3.7 耐水性能
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士期间公开发表的论文