【摘 要】
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电子浆料用玻璃是一种低熔点玻璃,这种玻璃在很多的电子器件制作行业都有应用。低熔点玻璃的低温烧结、可调节热膨胀、致密性、粘附性等性能,能满足大部分电子器件的应用。常被用来作为电子浆料用的低温玻璃主要有硼酸盐玻璃、锌酸盐玻璃、铋酸盐玻璃。本论文选择以B2O3-Zn O-SiO2为玻璃的主体部分,根据不同的需求添加了一些其他成分设计出了玻璃的配方。通过不同的测试分析手段分别对不同组分的玻璃进行了结构、热
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电子浆料用玻璃是一种低熔点玻璃,这种玻璃在很多的电子器件制作行业都有应用。低熔点玻璃的低温烧结、可调节热膨胀、致密性、粘附性等性能,能满足大部分电子器件的应用。常被用来作为电子浆料用的低温玻璃主要有硼酸盐玻璃、锌酸盐玻璃、铋酸盐玻璃。本论文选择以B2O3-Zn O-SiO2为玻璃的主体部分,根据不同的需求添加了一些其他成分设计出了玻璃的配方。通过不同的测试分析手段分别对不同组分的玻璃进行了结构、热性能、力学性能、化学稳定性以及微观结构的分析。通过测试结果分析了其中结构变化的原因,解释了结构对性能的影响。(1)通过调节玻璃成分中的SiO2/B2O3,研究了随着SiO2的相对降低对玻璃的一系列性能的影响。结果表明SiO2的降低使玻璃中的硅氧单元团多以Q~2、Q~3形式存在。除此之外SiO2的降低也改变了烧结后玻璃内部析出的晶相,从Ca SiO3晶相逐渐转变为SiO2。当SiO2/B2O3为0.29时烧结后的玻璃性能最强,其中抗折为48.602 MPa、密度为2.874 g/cm-3、耐酸性为0.008 g/cm-2。在670℃烧结后玻璃粉的红外吸收峰产生了新的信号,玻璃的结构发生了改变。不同的温度烧结玻璃粉后,其中烧结温度为670℃时样品的XRD衍射峰最明显。通过SEM图片可以清楚的看到经过酸侵蚀后的玻璃表面有晶相的存在,并且表面有很多的侵蚀坑形成。EDS测试结果表明酸侵蚀后玻璃样品表面一些金属元素的百分比含量明显的减少。(2)通过降低玻璃中的BaO研究了玻璃的热膨胀以及烧结后的物理性能和化学性能的改变。Ba O提供的自由氧含量降低使基础玻璃中的Qn单元团从Q~0、Q~1、Q~3逐渐转换为高桥氧连接的Q~2、Q~3、Q~4。DSC中放热峰的变小,表明了B系列玻璃在高温烧结中不倾向于析出晶体。在640~680℃范围烧结玻璃粉,玻璃内部没有晶体析出,并且玻璃的网络结构没有发生变化。Ba O的降低使玻璃的稳定性和粘度增强,烧结后样品的热膨胀以及密度也随之减小。经过660℃烧结后玻璃的抗折强度达到了65 MPa以上。当Ba O的相对含量为5~3 wt%时酸侵蚀后样品的表面产生了裂纹,并且表面的侵蚀坑随着Ba O的减少而减少。当Ba O的相对含量为3~2 wt%时酸侵蚀后样品表面有絮状物质生成,当Ba O的相对含量为1 wt%时盐酸与样品表面反应生成的物质发生了改变,变成颗粒沉淀物。(3)为进一步的调节玻璃的热膨胀以及烧结性能,改变了ZnO的相对含量。ZnO的增多使玻璃的Tg和烧结致密点逐渐的升高。当Zn O的相对含量为39 wt%时玻璃的热膨胀达到了7.1×10-6K-1。在670℃烧结后玻璃的抗折强度达到了92.39 MPa以上,密度达到了3.04 g×cm-3以上。烧结时间的增长使玻璃的抗折、硬度和密度都逐渐下降。通过SEM与EDS分析可以看出,盐酸对于C系列玻璃的侵蚀主要是通过侵蚀玻璃中的Na、Zn元素,相比于其他元素烧结后玻璃结构中的Si与Zr具有更强的耐酸性。
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