富含Bi2O3微晶封接玻璃的制备及表征

论文摘要

目前,国内外电子与电器设备上的电热管常用的封接材料是含铅微晶玻璃。欧盟自2006年7月1日起启动“RoHS”指令,中国于2007年3月1日起开始实施《电子信息产品污染控制管理办法》,都对电子与电器设备中的封接材料含铅量作了严格的限制。因此,研制无铅微晶封接玻璃具有十分重大的意义。本文概述了封接玻璃和玻璃-金属封接的研究现状和应用需求。在深入课题调研基础上,优化配方设计,采用高温熔融法熔化玻璃,制得玻璃粉;测定了玻璃化转变温度（Tg）和软化温度（Tf）;通过热处理获得微晶封接玻璃。研究了磨球种类、研磨时间、坩埚种类等对玻璃粉体性能的影响;通过对玻璃粉人工和喷雾造粒、模压成型、烧结制备了富含Bi2O3系微晶玻璃。采用XRD、TG-DTA、SEM、热膨胀测量法和光学显微镜等手段对玻璃粉体,微晶玻璃的性能进行表征。分别研究了三种不同粘结剂的挥发、造粒方法及微晶化温度的控制。测试了两种微晶玻璃的Tg,Tf及膨胀系数（α）,结果表明,该系统玻璃Tf较低,可在较低温度下实现与金属材料的封接;α接近其封接的金属,保证了封接后的气密性,在实际上可取代传统含铅微晶封接玻璃。测试了两种微晶玻璃的电绝缘性、耐水性、流散性,研究了影响因素并提出改进的方案。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 微晶玻璃的概述
• 1.1.1 微晶玻璃的发展和特点
• 1.1.2 微晶玻璃的制备工艺
• 1.1.3 微晶玻璃的主要应用系统
• 1.2 封接玻璃的分类和应用
• 1.2.1 封接玻璃的分类
• 1.2.2 封接玻璃的应用
• 1.3 玻璃-金属封接概况
• 1.3.1 玻璃-金属封接的条件
• 1.3.2 对金属的要求
• 1.3.3 对封接玻璃的性能要求
• 1.3.4 玻璃-金属封接的工艺
• 1.4 封接玻璃的研究现状
• 1.5 本课题的提出
• [参考文献]
• 第二章 实验原料与仪器及表征测试方法
• 2.1 设备与原料
• 2.1.1 实验仪器设备
• 2.1.2 实验原料
• 2.2 微晶封接玻璃的制备工艺
• 2.2.1 制备工艺流程
• 2.2.2 制备用设备和工艺参数
• 2.2.2.1 玻璃的熔化和澄清
• 2.2.2.2 球磨粉碎
• 2.2.2.3 造粒
• 2.2.2.4 压制成型
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 热重-差热分析
• 2.3.2 粉体的晶相分析
• 2.3.3 粉体形貌分析
• 2.3.4 光学显微镜分析
• 2.3.5 试样膨胀系数分析
• 2.3.6 试样电绝缘性分析
• 2.3.7 试样耐水性分析
• 2.3.8 试样流散性分析
• [参考文献]
• 第三章 封接玻璃粉体制备及性能表征
• 3.1 封接玻璃粉体的制备
• 3.1.1 封接玻璃的配方设计
• 3.1.2 各氧化物对玻璃性能的影响
• 3.1.3 玻璃的熔化
• 2O₃的挥发量'>3.1.4 B₂O₃的挥发量
• 3.2 球磨对玻璃粉体的影响
• 3.2.1 玛瑙球及锆球球磨对玻璃粉体性能的影响
• 3.2.2 球磨时间对玻璃粉体性能的影响
• 3.3 玻璃液对坩埚的腐蚀讨论
• 3.4 本章小结
• [参考文献]
• 第四章 微晶玻璃的制备工艺及性能研究
• 4.1 玻璃粉的造粒成型
• 4.1.1 粘结剂的选择
• 4.1.2 两种造粒方法对团粒性能的影响
• 4.2 粘结剂的挥发
• 4.3 烧结和微晶化温度的控制
• 4.4 微晶玻璃的性能分析
• 4.4.1 玻璃的微晶化情况分析
• 4.4.2 微晶玻璃的膨胀系数和软化温度
• 4.4.3 微晶玻璃的电绝缘性能分析
• 4.4.4 微晶玻璃的耐水性能分析
• 4.4.5 封接微晶玻璃流散性的测定
• 4.5 小结
• [参考文献]
• 第五章 结论
• 作者硕士期间发表的论文和成果
• 致谢