PbO系玻璃的改进及Bi2O3系封接玻璃的研制

以氧化铅或氧化铋、氧化钙、硼酸、硫酸锌、二氧化硅和氧化镁为原料,通过高温熔融和微晶化,成功地制备出具有低熔点高膨胀系数的PbO系统微晶封接玻璃和Bi2O3系统微晶封接玻璃.分别用X射线衍射分析(XRD)、光学显微镜、热膨胀系数分析(DIL)和差热曲线分析(DTA)等方法对样品或原料混合物进行表征,分别讨论了PbO系统和Bi2O3系统微晶封接玻璃在制备工艺过程中对样品性能产生影响的主要因素.结果表明:Bi2O3系统和PbO系统都能形成玻璃;都可微晶化;PbO系微晶封接玻璃的熔化温度为365℃,最佳微晶化温度和时间分别为350~400℃和2 h,膨胀系数为12.68×10-6/℃;Bi2O3系微晶封接玻璃的熔化温度为460℃,最佳微晶化温度和时间分别为440~500℃和2 h,膨胀系数为12.06×10-6/℃.     

无铅无镉低熔点玻璃的热学性能

通过正交实验方法,对SiO2-B2O3-Sb2O3-ZrO2-TiO2-ZnO-R2O多元系统玻璃的组分与玻璃特征温度、膨胀系数之间的关系进行了详细的研究。结果表明:Sb2O3对玻璃的软化温度和膨胀系数影响较大。通过合理设计配方,可以得到软化温度为460℃,热膨胀系数为85×10-7K-1的釉用无铅无镉低熔点玻璃。     

低钙铝酸钙熟料的物相转变和浸出性能

以分析纯CaCO_3,Al_2O_3和SiO_2为原料,研究了n_(CaO)/n_(Al2O3)=1.0,w_(Al2O3)/w_(SiO2)=3.0时物料的熔化温度以及熟料的物相组成、自粉化性能和氧化铝浸出性能.结果表明:物料熔化温度为1 392℃;烧结温度为1 350℃时熟料物相为CaAl_2O_4,Ca_(12)Al_(14)O_(33)和γ-Ca_2SiO_4,自粉化性能和氧化铝浸出性能良好,氧化铝浸出率为93.37%;1 400℃物料局部熔化,非均相的形成造成物料扩散受阻和物相分布不均匀,阻止β-Ca_2SiO_4向γ-Ca_2SiO_4转化,熟料自粉化性能变差,且有Ca_2Al_2SiO_7生成,二者均使氧化铝浸出性能变差,氧化铝浸出率仅为74.50%;1 450℃物料完全熔化,熟料自粉化性能和氧化铝浸出性能得到改善.     

烧结矿粘结相的熔化特性

以高碱度烧结矿中的铁酸盐粘结相为研究对象,考察了粘结相的熔化特性随粘结相组成的变化规律.通过试验探讨了不同nCaO∶nFe2O3以及不同的w(Mg),w(MgO2),w(SiO2)和w(Al2O3)铁酸盐粘结相的熔化特性.结果表明,nCaO∶nFe2O3=1∶1时,粘结相的熔化温度最低,熔化时间最短;添加MgO粘结相的熔化温度升高,熔化时间变长;当w(SiO2)或w(Al2O3)为3%时,粘结相的熔化温度最低,熔化最快.     

B_2O_3对含钛低镁渣系流动性的影响及其机理研究

基于京唐现场渣中主要氧化物成分,采用内柱体旋转法对CaO-SiO2-15.2%Al2O3-4.8%MgO-TiO2-B_2O_3(质量分数)渣系进行黏度试验,结合Factsage软件热力学分析,探究TiO2和B_2O_3对低镁渣系黏度、熔化性温度和活化能的影响及影响机理。研究结果表明:质量分数为0~4.0%的TiO2使低镁渣系黏度、熔化性温度和活化能均降低;质量分数为0~2.0%的B_2O_3能降低含钛低镁渣系黏度和熔化性温度;含钛低镁渣中B_2O_3质量分数为1.0%左右较为合理。     

掺杂氧化物对V_2O_5-P_2O_5-Bi_2O_3系玻璃的性能影响

为减少电子浆料配制中含铅玻璃粉.对环境的污染,以V_2O_5-P_2O_5-Bi_2O_3为基体,添加Na_2O、Li_2O、Sb_2O_3、CuO、B_2O_3为辅助原料,采用高温熔融和水淬的工艺制备低熔点钒磷铋系玻璃.通过差热分析法、热膨胀测试法和块体失重法研究5种氧化物添加对钒磷铋系玻璃的特征温度、热膨胀系数和化学稳定性的影响.结果表明,Na_2O、Li_2O和Sb_2O_3的掺杂均可提高其特征温度.玻璃样品的热膨胀系数与Na_2O和Sb_2O_3含量近似成正比.当Li_2O含量为5%,其玻璃的热膨胀系数最小.Na2O和Sb2O3的添加能使玻璃的化学稳定性上升.Li2O破坏了网络结构,导致玻璃样品的化学稳定性下降.     

ZrO2含量对Bi2O3-B2O3-SiO2系封接玻璃结构性能的影响

采用熔融法制备了Bi2O_3-B2O_3-SiO_2系封接玻璃.采用红外光谱、X-射线衍射、综合热分析、电子扫描电镜、抗弯强度测试等表征方法研究了ZrO_2含量对玻璃试样的结构、物相组成、软化温度、热膨胀系数、耐酸性和力学性能的影响.结果表明:当ZrO_2质量分数低于4%时,玻璃试样中没有晶体析出;当ZrO_2质量分数大于等于4%时,试样中有ZrO_2和α-Bi2O_3晶体析出.玻璃结构中主要存在[BO_3],[BO_4],[BiO_3],[SiO_4]和[ZrO_4]基团.当ZrO_2质量分数小于3%时,随着ZrO_2质量分数的增加,玻璃试样的转变温度Tg和软化温度Tf升高,膨胀系数降低,耐酸性增强,抗弯强度增加;当ZrO_2质量分数为3%时,试样的Tg和Tf达到最大值为510℃和562℃,膨胀系数达到最小值6.92×10-6 K-1,抗弯强度达到最大值49MPa;继续增加ZrO_2的含量,玻璃试样的转变温度Tg和软化温度Tf降低,膨胀系数增大,耐酸性变差,抗弯强度降低.     

用无铅玻璃料研制环保型导电浆料

研究了Li2O,NaF,Al2O3和ZnO对玻璃体系软化温度和熔化温度的影响,在此基础上研制出了软化温度Tg低于500℃、熔化温度Tm低于560℃的低温无铅玻璃.分析了Li2O和NaF等对玻璃体系助熔的机理,用X射线衍射技术(XRD)分析了玻璃料的结晶状态,实验结果表明,制备的B2O3,Bi2O3和SiO2体系玻璃料为微晶玻璃,玻璃体系结构稳定.利用该玻璃料制备出的导电浆料,电性能优良,能满足低温电极的使用需要.     

低融点低膨胀性密封材料

本文介绍一种适用于半导体器件、荧光显示管、硅二极管等电子器件密封的低融点、低膨胀性密封材料。该材料系由经改良的钛酸铅固溶体粉末与低融点玻璃粉末混合而成。 众所周知,以往用于电子器件密封的密封材料,是将钛酸铅(PbTiO_3)粉末作为填充料掺加于PbO—B_2O_3系、PbO—ZnO—B_2O_3系玻璃粉末中混合而成的。这种密封材料热胀系数较高,用途受     

K_2O/Na_2O对R_2O-Al_2O_3-SiO_2玻璃力学和热学性能影响

以R_2O-Al_2O_3-SiO_2体系中的高碱铝硅酸盐玻璃为研究对象,分别利用显微硬度计、表面应力仪、固体材料动态性能测试仪、高精度膨胀仪以及导热系数仪,探究了不同K_2O/Na_2O对该玻璃系统力学性能(维氏硬度、弹性模量)、热学性能(线膨胀系数、导热系数)等物理性能的影响。研究结果表明,当保持碱金属氧化物R_2O总摩尔含量不变,随着K_2O/Na_2O的增加,玻璃的硬度先增大后减小;弹性模量、膨胀系数和导热系数受到混合碱效应的影响均呈现非线性变化。     

Al2O3颗粒增强Ag基复合材料的性能

为了克服Ag作为超导基底时的高温使用缺陷,提高Ag的熔点及其力学性能,选择了高熔点的Al2O3作为掺杂物,通过传统粉末冶金方法制备了Al2O3/Ag基复合材料.结果表明,在Ag基体中掺杂≥1%Al2O3粒子可以提高Ag的熔化温度tm至970℃以上,Al2O3质量分数大于3%时,样品tm可提高至990℃以上.在Al2O3质量分数小于3%样品中,2%Al2O3/Ag基复合材料具有最大的硬度、抗拉强度以及最小的线膨胀系数与延伸率.由于2%Al2O3/Ag样品具有合适的熔化温度、接近于YBaCuO的线膨胀系数和最好的力学性能,满足了后期Ar气氛下热处理YBaCuO超导带材对基底的要求.     

金云母微晶玻璃

研究了SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3-MgO-MgF_2-K_2O系统金云母(KMg_3[AlSi_3O_(10)]F_2)可切削微晶玻璃制备工艺。通过玻璃的热膨胀曲线、差热分析、梯温析晶的测定,摸索了该系统玻璃的热处理制度:核化温度为600～650℃,晶化温度为1000～1100℃,保温10h。此种玻璃在100℃时体积电阻率为10~(15)Ω·cm,介电损耗为4.1×10~(-3)。用偏光显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射探讨了其显微结构。提高晶体的径厚比和结晶率可提高其切削性和电绝缘性。阐述了其可切削性的机理。     

低熔点玻璃非匹配封接

本文主要介绍低熔点玻璃非匹配封接的原理及工艺,所用封接试件的膨胀系数从(40～80)×10~(-7)/℃,封接用的低熔点玻璃胀膨系数为(80～100×10~(-7)/℃,封接温度550℃以下,封接试件用质谱检漏并进行常规排气试验,封接方法可用高频封,炉封等.     

铅硼硅酸盐玻璃中Al2O3含量对复相玻璃陶瓷性能的影响

以低软化点的铅硼硅酸盐玻璃和Al2O3粉末为原料,制备Al2O3/玻璃低温共烧复合玻璃陶瓷材料。考察烧结温度和添加不同质量分数的Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响,并探讨了作用机制。结果表明:Al2O3掺入PbO-B2O3-SiO2玻璃中改善了与Al2O3陶瓷的界面润湿,对烧结有一定的促进作用。在添加质量分数为4%Al2O3的复相玻璃陶瓷、烧成温度为850℃时性能最好,其密度为3.1 g/cm3,介电常数为8.46,介电损耗为0.001 1。     

Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系统快离子玻璃的电导和NMR谱

制备了Na_2O含量较高的Na_2O-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2四元系玻璃,测定了它们的电导率及电导率与组分的关系。用NMR和IR谱对该玻璃作了结构基团研究。所制备样品在300℃下的电导率可达10~(-3)Ω~(-1)cm~(-1)以上。当用Al_2O_3代B_2O_3时,样品电导率升高,并对此从结构上作了解释。     

无铅玻璃粉的研制与应用

基于环保的角度出发,一种电子浆料用无铅玻璃粉末的制备方法,首先将重量百分比Bi2O35%-60%、B2O310%-40%、Zn O 0-15%、Ba O 5%-20%、Si O20-5%、Al2O30-3%、Na2O 0-3%、K2O 0-3%、Li2O 0-1%、Ca O 0-10%的氧化物充分混合均匀,再将混合的原料加热至1000℃使其熔化,将熔化物水冷,然后用球磨机球磨,最后得到无铅玻璃粉末,并且测试了该玻璃粉末的软化温度、热膨胀系数等相关性能。该玻璃粉末中不含铅或铅化合物,有利于环境保护。     

玻璃相变的DTA研究

应用差热分析方法(DTA)研究Li_2O—Al_2O_3—SiO_2系统、PbO—ZnO—B_2O_3系统和CaO—MgO—Al_2O_3—SiO_2系统基础玻璃的相变,指出配合以TG、EGA、EGD以及XRD.SARX可以得到满意的结果。 指出了基础玻璃及微晶玻璃的吸热效应和放热效应的种类和DTA在研究玻璃相变中的应用范围。本文兼作纪念法国学者H·le Chatelier发表DTA研究论文一百周年。     

氯化胆碱-水合草酸低共熔溶剂中ZnO的溶解行为

以氯化胆碱(ChCl)和水合草酸(H_2C_2O_4·2H_2O)为原料合成氯化胆碱/水合草酸低共熔溶剂(ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O DESs)。研究ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O DESs的组成与熔点的关系,1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的黏度、电导率与温度的关系,ZnO在1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES中的溶解度及溶解行为。研究结果表明:1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的低共熔点为9℃,在150℃以内具有热稳定性;随温度从297 K升高到333 K,1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的黏度从199.4 m Pa·s降低到35.6 m Pa·s,电导率则从3.55 m S/cm增大至15.01 m S/cm,ZnO的溶解度由0.310 mol/L增至0.860 mol/L;未发现ZnO与体系中的正离子或负离子结合成离子物种形式存在,溶解于1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES中的ZnO与体系中的草酸反应生成可溶于该体系的ZnC_2O_4。     

含硼炉渣性能的研究

本文研究了高炉型含B_2O_3合成渣的冶金性能。B_2O_3在CaO-MgO-SiO_2-Al_2O_3四元渣系中起助熔剂作用,它能降低炉渣的粘度和熔化性温度(见图1—3及表2)。含硼高镁渣具有适宜高炉冶炼的粘度和熔化性温度,例如当炉渣含MgO 25％,B_2O_3 12％且CaO/SiO_2为1.0时,其熔化性温度大约为1300℃,含硼炉渣脱硫性能良好(图 5、6)。CaO/SiO_2仍然是判别脱硫能力的主要因素。硅和硼的氧化物的还原行为相近,B_2O_3的存在促进了渣中SiO_2的还原。     

Al2O3,Al3Zr颗粒增强Al-12%Si基原位复合材料的高温热膨胀性

以Al-12%Si和Zr(CO3)2作为反应组元,通过原位反应法制备出Al2O3,Al3Zr颗粒增强铝硅基复合材料,通过快速凝固成型得到铸态试样.用热膨胀仪测试了材料在50～500℃范围内的膨胀位移与温度的关系,进而得出平均线膨胀系数.结果表明:在同一温度条件下,随颗粒理论体积分数增加,复合材料的平均线膨胀系数减小.温度是影响平均线膨胀系数的重要因素.当试样温度在50～300℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐增加;当试样温度在300～500℃时,随温度增加,平均线膨胀系数逐渐减小;300℃时平均线膨胀系数最大.用Rom、Turner和Kerner模型计算了理论热膨胀系数.比较发现,实测值更接近Turner模型理论预测值.最后通过界面残余热应力分析指出具有高温低膨胀性的(Al2O3+Al3Zr)p/Al-12%Si颗粒增强铝基复合材料能有效防止材料高温时的塑性变形.