论文部分内容阅读
与其他封接材料相比,封接玻璃具有很多优良的性能,比如良好的化学稳定性,良好的耐热性,较高的机械强度,因此封接玻璃被广泛的应用于真空和微电子技术,汽车和宇航等领域。然而,传统的封接玻璃中往往含有大量的Pb、Cd、Hg、Tl等重金属的氧化物,这些氧化物将对环境造成巨大破坏。随着人们环保意识的不断增强,无铅化或低铅化成为封接玻璃的主要发展方向之一。另外,随着科技的发展,光电子技术的各种元器件正朝着小型化、精密化、集成化和智能化方向发展,这也对封接玻璃的封接温度提出了更高的要求;为了保证各个器件的优良性能,低温化也成为了目前封接玻璃的研究方向。因此,低铅(无铅)化和低温化成为封接玻璃研究的热点问题。本课题以真空玻璃的产业化为背景,旨在研究开发一种适合于建筑用钢化玻璃封接的无铅低熔点封接玻璃。在课题组前期对V2O5-B2O3-TeO2三元体系玻璃系统研究的基础上,选择可能实现无铅化和低温化的基础组成,并通过引入GeO2、ZnO等氧化物,获得低熔点、低膨胀的封接玻璃,并对其性能进行系统的研究。前期V2O5-B2O3-TeO2三元体系玻璃的研究结果表明,V2O5和TeO2的摩尔比是4:6的二元体系玻璃具有最低的封接温度(335℃),但其热膨胀系数比较高(166×10-7/℃)。本课题以上述组成为基础,在保持V2O5和TeO2的摩尔比为4:6的情况下,引入0.1%~4.0%GeO2,制备了V2O5-TeO2-GeO2三元系统玻璃试样,通过对玻璃试样性能的详细研究,优化了该三元系统玻璃的制备工艺条件,得到了具有良好的热稳定性和耐水性的V2O5-TeO2-GeO2三元系统玻璃,其封接温度为325℃,热膨胀系数为107×107/℃。为了在保持上述玻璃优良性能的基础上,进一步降低膨胀系数,以达到真空玻璃封接要求,我们在最优的V2O5-TeO2-GeO2三元系统玻璃的基础上,又引入1%~9%的ZnO,制备了V2O5-TeO2-GeO2-ZnO四元系统玻璃。对其性能的系统研究结果表明,当ZnO的加入量为5%时,可以得到性能良好的V2O5-TeO2-GeO2-ZnO四元系统玻璃,其玻璃化转变温度为310℃,封接温度为380℃,热膨胀系数为86×10-7/℃(普通钢化建筑玻璃的膨胀系数约为90×107/℃左右),与普通钢化建筑玻璃可以良好匹配。