m(ZnO)/m(B_(2)O_(3))质量比对低熔点封接玻璃Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO结构、性能与润湿性的影响

针对真空玻璃封接的性能要求,本文采用高温熔融法制备了一种针对真空玻璃封接的铋系非晶无铅玻璃粉,通过高温X射线衍射、粉末X射线衍射、拉曼光谱、差式扫描量热仪、热膨胀测试和扫描电子显微镜等测试方法,研究了m(ZnO)/m(B_(2)O_(3))质量比对Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO玻璃的网络结构、特征温度、热膨胀系数和封接温度的影响。结果表明,增加m(ZnO)/m(B_(2)O_(3))质量比可促进锌氧多面体由[ZnO_(4)]向[ZnO_(6)]转变,导致热膨胀系数降低,特征温度升高。当m(Bi_(2)O_(3))∶m(B_(2)O_(3))∶m(ZnO)质量比为80∶7∶13,玻璃具有较低的玻璃化转变温度T_(g)(371℃)和膨胀软化温度T_(f)(401℃),热膨胀系数为9.3×10^(-6)℃^(-1),封接温度为450℃,可满足真空玻璃封接对低熔点封接玻璃粉的要求。

Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比对Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO系低熔点玻璃结构及性能的影响

采用熔融法制备了用于真空玻璃封接用的铋系低熔点非晶基础玻璃焊料,利用X射线衍射、红外吸收光谱和X射线光电子能谱对所得玻璃焊料进行了结构分析,采用浸泡腐蚀的方法对焊料的耐酸性进行了测试,使用热膨胀仪和综合热分析仪对其热学性能进行了测试,采用扫描电镜对焊料烧结后的表面形貌进行了观察,测试了焊料对母材的润湿性,研究了Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比对Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO系低熔点玻璃结构及性能的影响。结果表明:当Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比在0.64~1.57之间时,随着Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比增加,玻璃网络结构中的[BO_(3)]、[BiO6]占比减少,[BO_(4)]、[BiO_(3)]占比增多,桥氧占比增多,热膨胀系数降低,特征温度升高;当Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比大于1.57时,随着Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比增加,则现象相反。随着Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)质量比增加,玻璃的吸潮性下降,析晶倾向变大。

烧成温度对Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系低熔点玻璃熔剂性能的影响

在Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系低熔点玻璃熔剂的实验中发现,熔制温度对水淬后玻璃熔剂的颜色有很大的影响,为探究这种温度变化所导致的熔剂颜色差异是否会对熔剂性能造成影响,笔者实验设计了6个温度梯度,然后对样品进行外观、差热、遮盖性分析。其结果表明:随着熔制温度的升高,溶剂中Bi^(3+)的变价使得熔剂的颜色逐渐加深。差热曲线显示熔制温度变化后玻璃熔剂的软化温度在450℃附近没有发生明显变化,在640℃和680℃附近出现两处明显的析晶放热峰,这两处峰会随着烧制温度的变化出现增强、减弱重叠和分离的情况。在遮盖性的实验中发现,在始熔温度(1120℃)的基础上增加30~60℃后熔剂的遮盖率会有所提升。其中,在700℃烤制3min后,1150℃熔制的玻璃熔剂效果最好,透射率从0.50增加至0.66。

Bi_(2)O_(3)含量对R_(2)O-Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系低熔玻璃性能的影响

笔者采用高温水淬法制备了R_(2)O-Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系低熔玻璃,且研究了玻璃结构、热膨胀系数和耐酸性能。其结果表明,随着Bi_(2)O_(3)含量的增加,玻璃的拉曼散射峰强度逐渐减弱,热膨胀系数逐渐增强,耐酸性能逐渐减弱。

汽车玻璃油墨用无铅低熔点玻璃的研究与制备

采用高温熔融法制备了R_(2)O-Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-SiO_(2)系无铅低熔点玻璃,并将其应用于汽车玻璃油墨,重点研究了组成对玻璃结构、热学性能和耐酸性能的影响规律。结果表明,随着Bi_(2)O_(3)/B_(2)O_(3)和Bi_(2)O_(3)/SiO_(2)的增加,[BO_(3)]和[BiO_(3)]三角体结构单元数量逐渐减少,[SiO_(4)]和[BO_(4)]四面体结构单元数量逐渐增多,玻璃的网络结构增强。当碱金属氧化物总量为15%(摩尔分数)时,双碱玻璃的热膨胀系数α_(25~320℃)、转变温度T_(g)和软化温度T_(f)比单碱玻璃的小,耐酸质量损失率D_(r)更低。当n(Li_(2)O)∶n(Na_(2)O)=1∶1时,双碱玻璃的α_(25~320℃)为9.35×10^(-6)℃^(-1),T_(g)值降低至439.8℃,T_(f)值为481.7℃,D_(r)值为0.00670 g/cm^(2)。将其应用于汽车玻璃油墨,烧结后的油墨具有良好的附着力、黑度、遮盖率和光泽度。

导电银浆在铝合金表面的烧结性能分析

制备一种用于铝合金表面烧结银厚膜的低温烧结型导电银浆,以解决铝合金的软钎焊问题.采用熔融淬火方法制备玻璃化转变温度(T_(g))为360℃的Bi_(2)O_(3)-B_(2)O_(3)-ZnO玻璃粉.将玻璃粉、亚微米银粉和有机载体混合制成无铅低温烧结型银浆,将该银浆涂覆在6061铝合金表面,并在440,470,500,530℃的温度下进行烧结.研究烧结温度对银厚膜的电阻率、可焊性及与基板结合强度的影响.当玻璃粉与银粉重量比为1∶9,烧结温度为530℃时,烧结银厚膜的电阻率为2.2μΩ·cm,抗剪强度为56.0 MPa;同时Al,Mg和Bi2O3发生氧化还原反应在银厚膜与铝基板界面产生纳米级Bi单质,进而实现冶金结合.结果表明,提高烧结温度可以有效促进玻璃的润湿铺展、Ag颗粒之间的颈缩和Ag颗粒的生长,进而明显改善银厚膜软钎焊可焊性.