低软化点硼硅酸盐微晶玻璃的研究

论文摘要

由于低软化点玻璃和微晶玻璃同时具有低的熔化温度和封接温度，因此在封接、导电浆料等领域得到了广泛的应用。多年以来，铅玻璃一直被用作低软化点的玻璃，但随着环保意识的增强，铅玻璃必将被淘汰，而可用于低软点玻璃的硼硅酸盐玻璃体系，由于具有良好的热稳定性、化学稳定性以及适应性强、成本低等优点，势必引起人们的重视。本课题以对具有低的软化温度和熔融温度玻璃的研究为主旨，通过调整玻璃中各氧化物的含量，来研究不同组分的含量变化对玻璃各特征温度和化学稳定性的影响规律。利用差示热分析（DSC）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等测试手段，研究了玻璃组分和热处理制度的不同，对低软化点微晶玻璃的力学性能、化学稳定等方面的影响规律。研究结果表明：在硼硅酸盐玻璃的成型范围内，玻璃的软化温度、熔融温度以及化学稳定性会随着玻璃组分中氧化物含量的变化而变化。实验采用二步热处理法得到低软点微晶玻璃，热处理制度和玻璃组分的不同可以改变微晶玻璃的晶相种类，进而影响微晶玻璃的性能。当玻璃组分中ZnO的含量不变，核化温度为580℃、晶化温度为730℃时，微晶玻璃的主晶相为钛酸锌相，次晶相为锌钙透辉石相；抗弯强度最大可达120.4MPa，体积密度最大为2.75g/cm~3，吸水率最小为0.17%。调节玻璃的组分，当玻璃组分中ZnO的含量为20%，制成的微晶玻璃晶相分布均匀、致密。抗弯强度最大为140MPa，显微硬度最大为690.6Hv，体积密度最大为2.8g/cm~3，且微晶玻璃的化学稳定性好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 低软化点玻璃
• 1.1.1 低软化点玻璃的发展
• 1.1.2 低软化点玻璃的组成特征
• 1.1.3 低软化点玻璃的分类
• 1.1.4 低软化点玻璃的物化性能
• 1.1.5 低软化点玻璃的用途
• 1.2 微晶玻璃
• 1.2.1 微晶玻璃研究的概况
• 1.2.3 微晶玻璃性质的研究
• 1.2.4 微晶玻璃的分类
• 1.2.5 微晶玻璃制备的方法
• 1.3 低软化点微晶玻璃
• 1.3.1 低软点微晶玻璃的应用
• 1.3.2 低软化点微晶玻璃的性能
• 1.4 课题研究的意义及内容
• 1.4.1 课题研究的意义
• 1.4.2 课题研究的内容
• 2 实验
• 2.1 实验原料及设备
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 玻璃样品的制备
• 2.2.1 玻璃的成分组成
• 2.2.2 玻璃的制备
• 2.3 微晶玻璃试样的制备
• 2.4 实验的研究和测试方法
• f'>2.4.1 软化温度 T_f
• s和熔融温度T_m'>2.4.2 烧结温度 T_s和熔融温度T_m
• 2.4.3 差热分析（DSC）
• 2.4.4 X 射线衍射分析
• 2.4.5 扫描电子显微镜分析（SEM）、EDS
• 2.4.6 体积密度
• 2.4.7 吸水率
• 2.4.8 抗弯强度
• 2.4.9 显微硬度
• 2.4.10 耐酸、耐碱性测定
• 2O₃ 和碱金属氧化物对玻璃性能的影响'>3 B₂O₃和碱金属氧化物对玻璃性能的影响
• 2O₃对玻璃性能的影响'>3.1 B₂O₃对玻璃性能的影响
• 2O₃的含量对玻璃 T_f和T_m的影响'>3.1.1 B₂O₃的含量对玻璃 T_f和T_m的影响
• 2O₃的含量对玻璃耐酸、耐碱性的影响'>3.1.2 B₂O₃的含量对玻璃耐酸、耐碱性的影响
• 2O 和 K₂O 配比的不同对玻璃性能的影响'>3.2 Na₂O 和 K₂O 配比的不同对玻璃性能的影响
• 2O 和 K₂O 配比的不同对玻璃 T_f和T_m的影响'>3.2.1 Na₂O 和 K₂O 配比的不同对玻璃 T_f和T_m的影响
• 2O 和 K₂O 配比的不同对玻璃玻璃耐酸、耐碱性的影响'>3.2.2 Na₂O 和 K₂O 配比的不同对玻璃玻璃耐酸、耐碱性的影响
• 2O 和 Li₂O 配比的不同对玻璃性能的影响'>3.3 Na₂O 和 Li₂O 配比的不同对玻璃性能的影响
• 2O 和 Li₂O 配比的不同对玻璃 T_f和T_m的影响'>3.3.1 Na₂O 和 Li₂O 配比的不同对玻璃 T_f和T_m的影响
• 2O 和 Li₂O 配比的不同对玻璃耐酸、耐碱性的影响'>3.3.2 Na₂O 和 Li₂O 配比的不同对玻璃耐酸、耐碱性的影响
• 3.4 本章小结
• 4 热处理制度对低软点微晶玻璃的影响研究
• 4.1 微晶玻璃的制备
• 4.2 实验结果与分析
• 4.2.1 DSC 分析
• 4.2.2 物相分析
• 4.2.3 显微结构分析
• 4.2.4 相关性能的测试
• 4.3 本章小结
• 5 ZnO 对微晶玻璃性能的影响
• f和T_m的影响'>5.1 ZnO 的含量对玻璃 T_f和T_m的影响
• 5.2 实验结果与分析
• 5.2.1 DSC 分析
• 5.2.2 XRD 的分析
• 5.2.3 显微结构分析
• 5.2.4 相关性能的测试
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢