组成无公害低熔玻璃的发展现状

低熔玻璃广泛用作封接玻璃和电子浆料中的粘接相。现有低熔玻璃绝大部分为高铅含量玻璃。提出组成中不含 Pb、Hg、Cd、As、Tl、Cr 和放射性元素的玻璃称为组成无公害玻璃,综述了低熔玻璃的发展现状,指出电子产品目前所用含铅玻璃的取代物可能是磷酸盐、矾酸盐、铋酸盐玻璃。建立磷酸盐、矾酸盐、铋酸盐玻璃相关基础理论.发展玻璃形成新理论以及新的材料制备技术是组成无公害低熔玻璃研究与开发的重点。

磷酸盐低熔封接玻璃的无铅化研究

从成本和低温化考虑,磷酸盐低熔封接玻璃最有可能取代商业铅基低熔玻璃。总结了近20年来研究较多的SnO-MO(M=Zn,Mg,Ca)-P2O5、ZnO-Sb2O3-P2O5、Na2O-CuO-P2O5、Na2O-Fe2O3-P2O5、硼磷酸盐和磷酸盐氧氮低熔玻璃系统的玻璃形成范围、制备方法、结构特征、性能参数和应用范围,总结的玻璃性能主要包括化学稳定性、转变温度、软化温度和热膨胀系数;指出硼磷酸盐、Na2O-CuO-P2O5、ZnO-SnO(Sb2O3)-P2O5、铁磷酸盐系统玻璃的化学稳定性基本达到或优于商业铅基低熔封接玻璃,磷酸和硼磷酸盐系统适用于中低温封接,而SnO-ZnO-P2O5和Na2O-CuO-P2O5应用于低温封接仍需解决转变温度大幅浮动、成本高及热膨胀系数等问题。

绿色无铅低熔点封接玻璃研究进展

传统的封接玻璃由于含有重金属元素铅,对环境和人类健康有着极大的损害,目前已经被世界各国限制使用或者禁止使用,因此,低熔点封接玻璃的无铅化将会是今后的主要发展方向。本文以低熔点封接玻璃的无铅化为出发点,归纳总结低熔点封接玻璃的主要性能。首先介绍了包括磷酸盐玻璃,钒酸盐、硼酸盐、铋酸盐玻璃在内的低熔点封接玻璃的组成、结构特点、性能以及研究现状。其次,提出了封接玻璃的封接低温化和无铅化的发展方向。最后,针对低熔点封接玻璃研究中存在的不足,对玻璃粉添加颗粒进行复合改性、加强玻璃理论研究、研发制备新工艺,是今后研究应该着力的突破点。

低熔封接玻璃的研究进展

低熔封接玻璃是一种先进的焊接材料，由于其具有低的熔化温度和封接温度，优良的机械强度和化学稳定性，而在很多领域中得到广泛的应用，实现了玻璃、陶瓷、金属、半导体间的相互封接。综述了低熔封接玻璃的研究现状，展望了低熔封接玻璃向无铅化发展的趋势，指出了无铅低熔封接玻璃今后的研究方向。

磷酸盐在低熔封接玻璃中的应用

低熔封接玻璃是一种先进的焊接材料,由于其具有低的熔化温度和封接温度,优良的机械强度和化学稳定性,在很多领域中得到广泛的应用。磷酸盐在低熔封接玻璃中既作为主要原料也是成核剂及填料。当前使用的低熔封接玻璃中氧化铅的含量高,对环境的污染严重。磷酸盐体系低熔封接玻璃可以彻底地解决这些问题。中国磷资源丰富,磷酸盐低熔封接玻璃性能良好,附加值高,发展前景广阔。

无铅低熔玻璃的研究及其进展

随着欧盟RoHS绿色指令的颁布和人类环保意识的增强,低熔点玻璃无铅化已越来越受到人们的重视。概述了无铅低熔玻璃的国内外研究现状,对无铅硼酸盐,磷酸盐、钒酸盐玻璃等体系的组成以及物化性能进行了较为全面的介绍,并分析了无铅低熔玻璃今后发展的难点和趋势。

低熔高强纳米陶瓷结合剂粗粒度超硬工具

在超硬工具的烧结过程中,由于结合剂与磨料之间的热膨胀系数的不同,容易在其界面处产生应力,进而降低工具的使用性能。本文通过同一成分的普通陶瓷结合剂与纳米陶瓷结合剂的对比实验,运用抗折强度实验、SEM等实验手段研究了粒度及结合剂类型对界面应力的影响。并将高强纳米陶瓷结合剂粗粒度超硬工具应用于工业化。结果表明:随着超硬磨粒颗粒变粗,结合剂-磨料界面积累的应力变大,界面产生微裂纹,超硬工具的强度降低;纳米陶瓷结合剂比传统非纳米陶瓷结合剂具有更强的承受抗拉应力的能力,同一制备条件下的试样,由普通结合剂制取的试样更易于产生微裂纹,进而抗折强度值低。工业化应用的实践证明:采用纳米材料作为结合剂显著降低了界面应力,大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性,实验结果的稳定性和重现性良好,并成功获得了工业化应用。

具有可控气孔的低熔高强纳米陶瓷结合剂

结合剂中的理想气孔不但可以最大效率地容屑、断屑、贮存冷却液、润滑剂,而且对结合剂强度的影响最小。本文介绍了自主研制的具有可控气孔的低熔高强纳米陶瓷结合剂的烧结工艺和气孔结构特性。通过改变造孔剂的粒度和掺入量,可以获得近于无气孔的致密型和具有均匀分布的圆形理想气孔的结合剂,气孔孔径和数量可控,并且气孔率可以在大范围内调整。该适合制备较大磨削接触面积的工具如抛磨工具等。

MnO/MnO_2对磷酸盐低熔玻璃性能的影响(英文)

制备了含锰ZnO–Sb2O3–P2O5系统无铅低熔玻璃,其组成的配比(摩尔分数)为40.7%P2O5·36%ZnO·10%Sb2O3·2%Li2O·4%Na2O·3.3%CaO·4%BaO。借助红外光谱及差热分析考察了0～8%(摩尔分数)MnO及MnO2替代ZnO后对玻璃耐水性和低熔性的影响,借助紫外–可见光谱分析了锰离子在玻璃中的价态。结果表明:MnO/MnO2的引入改善了玻璃的耐水性,且以MnO2的作用更为显著;此外,锰的引入未明显提高玻璃的转变温度和软化温度,对密度及膨胀系数的影响也很小。玻璃中锰离子的价态主要与其在原料中的价态一致,同时存在有少量的Mn3+。在制备磷酸盐低熔玻璃时,MnO2是非常具有实用价值的一种组分。

B_2O_3对Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3系低熔封接玻璃光谱特性及结构、低熔性能影响研究

以低熔点无铅Bi2O3-ZnO-B2O3封接玻璃为研究对象,在固定B2O3/ZnO摩尔比例为1:1的条件下,研究B2O3含量变化对玻璃的成玻性能、光谱特性、低熔性能的影响。结果表明,Bi2O3-ZnO-B2O3体系玻璃种存在[BO3]、[BO4]、[BiO3]、[BiO6]结构单元,随着B2O3含量的增加,[BO3]、[BO4]含量都增加,[BiO3]、[BiO6]含量降低,但是由于硼酸盐玻璃中存在"硼反常"现象,[BO4]含量增加到一定程度就开始降低。并且随着B2O3含量的增加,玻璃体系的无序度增加,在红外和拉曼光谱图中体现在红外吸收带和拉曼光谱谱带变宽。当B2O3摩尔含量为20%时,低熔封接玻璃结构稳定,玻璃化温度t g和析晶温度t c匹配合适,具有较佳的烧结及封接特性。

6082和ZL101铝合金低熔共晶测试与分析

焊缝金属凝固过程中,低熔共晶的熔化温度及其在晶间的分布形态对焊接凝固裂纹敏感性有较大影响。通过采用水淬法得到了6082和ZL101两种铝合金低熔共晶的分布形态;采用差热分析法测试了焊缝金属中低熔共晶的熔化温度和吸热量。结果表明,铝合金材料不同低熔共晶的成分和分布形态有较大不同,6082材料有A l-Mg2S i和A l-Mg2S i-S i+A l-A lFeMnS i两种低熔共晶,其熔化温度分别为555℃和595℃。该材料低熔共晶在晶界以薄膜状分布;ZL101有A l-S i和A l-Mg2S i-FeMgS i6A l8-S i两种低熔共晶,这两种低熔共晶在晶界以连续网状形式分布,熔化温度分别为544℃和577℃。该结果有助于进一步研究焊接凝固裂纹的开裂行为。

P_2O_5-V_2O_5-B_2O_3-ZnO系无铅低熔电子封接玻璃的性能

研究了P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅封接材料,考察了V2O5和B2O3含量对低熔玻璃软化温度、热膨胀系数及热稳定性的影响.结果表明,玻璃的软化点随V2O5含量增加而降低,提高B2O3含量使软化温度先升高后降低,出现硼反常现象.当V2O5和B2O3摩尔含量为15%和8%时,低熔玻璃的软化温度、热膨胀系数及热稳定性能满足低温封接要求,但化学稳定性较差,而添加少量Al2O3和Fe2O3能明显提高低熔玻璃的化学稳定性.优化组成为26.0P2O5-17.3V2O5-7.7B2O3-45.0ZnO-2.0Al2O3-2.0Fe2O3的玻璃转变温度为340℃,热膨胀系数为7.5×10-6℃-1(25～300℃),在90℃的去离子水中恒温10h,失重为0.63mg/cm2,化学稳定性与传统的含铅封接玻璃相当,综合性能基本满足无铅低熔玻璃的要求.

P2O5-B2O3-V2O5无铅低熔玻璃形成能力和结构

以取代用作封接玻璃和电子浆料粘接相含铅低熔玻璃为目的,实验研究了P2O5-B2O3-V2O5体系玻璃的形成能力,结构和低熔性能。P2O5-B2O3-V2O5体系中,组成在B2O35%～30%、V2O50%～45%、P2O55%～50%(物质的量浓度,下同)区域内的玻璃具有较强的玻璃形成能力,较低的转变温度、良好的重熔流动性和抗析晶性能。优选玻璃组成为:15P2O5-35V2O5-25B2O3-3SiO2-2Al2O3-10ZnO-5SnO-7BaO-3Bi2O3,玻璃转变温度为308℃,在450℃玻璃细粉重熔熔体流动性好,适合用作在450～500℃烧结的封接玻璃和电子浆料的粘接相。红外光谱分析表明:玻璃结构是由大量孤立的[PO4]、[BO3]、[VO2]和[VO3]基团形成的层状结构,在层与层之间有少量的诸如B-O-B、P-O-P、P-O-V、P-O-B等桥氧键连接。

国内外低熔垂大口径聚乙烯管材专用料的发展概况

阐述了低熔垂大口径聚乙烯管材的特点,介绍了国内外低熔垂大口径管材专用料的发展情况和应用情况,并结合国内的研发和生产现状,提出了我国聚乙烯管材专用料的发展方向。

低熔高强陶瓷结合剂的研究

为实现陶瓷结合剂超硬磨具的低温烧结,减少或避免高温或由高温引起的对磨粒的伤害,本试验以黏土、硼玻璃和铅玻璃为主要原料,研制一种低熔点高强度结合剂。通过一系列试验,测定了结合剂的耐火度,研究了结合剂在高温下的相态,分析了结合剂在高温时与超硬磨粒的浸润性,并测试了结合剂的抗折强度。试验表明,该结合剂耐火度低、强度高,与超硬磨粒具有良好的浸润性,在高温下呈玻璃态,是一种低熔点高强度陶瓷结合剂。

低熔封接玻璃组成及其发展

综述了低熔封接玻璃的组成特点,给出了大量低熔玻璃组成实例。指出了低熔封接玻璃的封接低温化和无铅化发展方向,磷酸盐玻璃是首选组成之一。新的制备工艺和新的玻璃形成体系将对封接玻璃发展起着十分重要的作用。

R_2O对ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5低熔玻璃性能的影响

借助IR、DTA等研究了碱金属氧化物R2O(R=Li,Na,K)对ZnO-Sb2O3-P2O5低熔玻璃结构及性能的影响。结果表明:不同种类碱金属氧化物的加入对玻璃的磷酸盐网络结构无明显影响,但K2O的引入提高了玻璃的转变温度(Tg)、软化温度(Ts)、析晶倾向和耐水性。R2O取代ZnO后破坏了玻璃的网络结构,导致玻璃的Tg及Ts温度和耐水性的降低,增加了玻璃的析晶倾向。在总碱量不变的条件下,借助混合碱效应,调节Li2O/(Li2O+Na2O)摩尔比能够获得Tg及Ts温度更低的玻璃,同时耐水性也有所提高。对玻璃膨胀系数(α)的影响依次为K2O>Na2O>Li2O,且随R2O含量的增加而增加。此外混合碱效应对α的变化无明显影响。

混合型低熔点封接玻璃的结构特征及微观缺陷分析

近年来真空玻璃产业的快速发展带动了低熔点封接玻璃的应用和研发热潮。作者结合真空玻璃封接对低熔点玻璃焊料的性能要求,全面分析了混合型低熔点封接玻璃的组成和结构特征。利用SEM观察研究混合型封接玻璃的微观结构,对常见微观裂纹缺陷的特征和产生原因进行讨论,认为制备混合型低熔点玻璃时,低膨胀或负膨胀填料的颗粒度应该控制在50μm以内。本文对真空玻璃制备过程中的封接玻璃选用、工艺制定以及封接质量控制有参考价值。

封接玻璃(七)——低熔玻璃

在本讲座(二)中谈到玻璃和金属封接的分类时指出,除两者直接封接外,还有一类间接封接,其中低熔玻璃粉末焊料在间接封接中得到了极为广泛的应用。 由于电真空器件中芯柱等使用的铅玻璃与玻壳所用的钠钙玻璃直接封接时,需要950～1050℃的高温加热,这样高的温度会损伤阴极与吸气材料的性能。如果能在500～600℃的低温下封接就较为理想。

大口径低熔垂管材专用料开发和加工应用

介绍了中国石油吉林石化公司PE100级大口径低熔垂管材专用料JHMGC100S-LS的开发和应用情况。通过优化生产工艺条件,使产品的熔融指数更稳定,拉伸屈服应力、拉伸断裂标称应变、简支梁冲击强度等重要指标不断提升。结果表明,JHMGC100S-LS的抗熔垂性能良好,生产出的产品外观良好,能够满足大口径管材生产需要。