无铅低熔点封接玻璃是等离子电视屏的关键材料之一,备受人们关注。但是目前国际上主流的铋酸盐玻璃封接温度过高,膨胀系数偏大。钒磷玻璃体积电阻率太低,化学稳定性差。磷锌锑玻璃在使用过程中容易结晶,并且玻璃膨胀系数偏高。钒磷锑玻璃需要在氮气环境或还原性气氛中熔炼才能形成性质稳定的玻璃,生产质量难以控制；玻璃熔炼过程的反应机制还不很清楚,玻璃易结晶；抗水化学性能上也存在缺陷；对于影响玻璃性能和应用的许多因素,如基质配比,膨胀系数、密度和温度随组份变化而变化的规律,玻璃的化学稳定性和导电性机理等都缺乏研究；在材料合成和使用特性研究中有重要应用的玻璃结构、数学模型和物理化学数据极其缺乏。这些无铅产品目前都还无法满足国内要求。针对以上存在的问题,我们设计并开发出新型V2O2-P2O5-Sb2O3-Bi2O2体系低熔点封接玻璃(以下简称“钒磷锑铋系玻璃”),优化了各组份在玻璃中的含量范围,实现了空气环境中普通工艺稳定制备。将Sb2O3和Bi2O3引入钒磷系玻璃中,调整了熔封温度；规避结晶的同时,兼顾了钒磷玻璃低膨胀特性,成功提高了玻璃的化学稳定性和体积电阻率以红外光谱和X射线衍射分析的实验结果为基础,讨论了各组份相互作用和相互影响的内在机制,提出了钒磷锑铋系玻璃的可能结构：[PO4]四面体穿插在钒氧多面体之间,形成类似层状钒磷结构；孤立的锑氧键和铋氧键分散在钒氧多面体和磷氧四面体之间；Sb3+、Bi3+(?)P=O双键和V=O双键打开,存在于层与层之间,将其连接为弱三维立体网络；两个三价离子产生的“综合效应”,平衡了玻璃的结构,增强了玻璃的综合性能。通过对玻璃性质受基质配比影响的仔细研究,发现了玻璃性质的变化规律：随着Sb203或P205逐步替代部分V205,玻璃的膨胀系数提高,特征温度升高,化学稳定性、抗析晶能力和体积电阻率均迅速提升。本体系封接玻璃无需添加负膨胀陶瓷材料,膨胀系数即可满足等离子电视屏的封接要求；且玻璃的温度特性好,密度低至铋酸盐封接玻璃的一半。四组份中Sb203的改善作用居主导地位。利用我们提出的钒磷锑铋系玻璃结构合理解释了组份对玻璃膨胀系数、特征温度、析晶和化学稳定性方面的异常影响,为了解玻璃制备和使用过程中的反应机理提供了参考。以加和性理论为依据,建立了钒磷锑铋系玻璃组份与性质之间关系的数学模型,并优化计算了该模型的数学参数。模型计算结果表明,组份与膨胀系数、密度和特征温度之间呈现良好的线性关系；与化学稳定性和体积电阻率之间呈现指数关系。通过跟实验测量值比较,证明了我们的优化计算是成功的。这为优化玻璃基质配比及应用研究提供了依据,也可为相关理论研究提供参考。根据以上研究结果,优化制备的963#产品在长虹公司等离子电视屏的大生产线上进行了验证,同时在碳纳米管浆料制备与使用过程中进行了再次验证,能够满足两种使用环境下的不同要求,且综合性能优于国外产品：其制浆性能和化学稳定性优于进口铋酸盐封接玻璃,抗还原特性优于传统含铅封接玻璃。目前长虹公司已成功导入量产线。