Na2O-Al2O3-B2O3系统低熔点玻璃研究.pdf

№．4 陕西科技大学学报 Aug．2005 OFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCETECHNOLOGY·33· V01．23 JOURNAL ’ 文章编号：1000--5811(2005)04一0033一04 Na2O—A1203一B203系统低熔点玻璃的研究 陈福，殷海荣，武丽华，王娟 (陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西咸阳712081) 摘 要：报道了Na：O-AI。Os-B203系统玻璃可以用作一种低熔点玻璃，通过实验给出了 玻璃的Tg点、膨胀系数做了分析讨论。 关键词：硼酸盐玻璃；低熔点玻璃；硼反常；铝反常 中图分类号：TQl71．71+9文献标识码：A 0前言 低熔点玻璃是指熔点显著低于普通玻璃的封接玻璃、焊接玻璃、表面涂层及珐琅熔块n’。 低熔点玻璃可以作为一种焊料应用于真空技术和电子技术中，它还可以成为易熔釉和珐琅的一种组 分，作为热敏电阻、晶体三极管和微型电路的防护层而应用于微电子学中。电子技术设备中仪器仪表和元 件的防尘、防潮非常重要，在半导体仪器仪表的无壳密封中应用无机玻璃比应用有机电介质在防潮和坚固 性方面具有更为明显的优越性。3。此外，无机玻璃与有机介质相比能够耐更高的温度，玻璃的线膨胀系数 也比有机漆和树脂的膨胀系数小，这样就提高了在温度急剧变化的条件下对半导体仪器仪表保护的可靠 性。 低熔点玻璃应具有低的软化温度或低的熔化温度。熔化温度的降低与电子或阴离子对正电荷的屏蔽 程度有关。阴离子对阳离子的屏蔽在很大程度上取决于物质的结构及其性质，增大阴离子与阳离子的比 例也能改善阳离子的屏蔽程度，从而降低物质的熔化温度。通常认为：决定玻璃易熔性的组分可以是某些 重金属离子以及含有18个或者更多电子的最外电子层的离子、易形变的大离子和带小电荷的离子。3。 文对Na。◇Al。O。一岛O。系统玻璃的易熔形成区进行了研究。 1低熔点玻璃的种类与制备 陵O。一SiO。等系统，这些封接玻璃广泛应用于电子技术、微电子技术、激光和红外技术、电光源、高能物理 和宇航工业、能源工业、汽车工业、化学工业、工业测量等领域，实现了玻璃、陶瓷与多种金属之间的封接。 其熔制工艺较为简单，与普通钠钙硅玻璃相似。制备多元的这类玻璃时常引入“zO、K20、MgO、CaO、 ZnO、SrO、BaO等氧化物调整玻璃软化点、热膨胀系数以及提高玻璃的化学稳定性等，但应控制它们的总 量。 ·收稿日期：2005--03—17 作者简介：陈福(1980一)，男，黑龙江省同江市人，在读硕士生，研究方向：低熔点玻璃 广东省佛山市科技局专项资金资助项目 万方数据 ·34· 陕西科技大学学报 第23卷 低熔点无铅硼酸盐玻璃的制备过程和普通钠钙硅系统玻璃基本类似。首先参考相关系统的玻璃形成 区设计组成配方，选用相应系统的化学纯级试剂，准确称量后混合均匀，接着放人置于电炉中的刚玉坩埚 中进行熔制，最后浇铸成型、退火从而获得均匀、透明的玻璃样品。 首先确定一个合适的三元系统，然后考虑引人其它氧化物等以改善其性能，例如加入Li：o、K：O、 系数等高图，见图1～图3。 Na．o Na20 图1 Na20-A120。一B20。系统的相图(m01％)图2 由图1可知：Na。O-A1。O。和Al：03一B203都不能形成玻璃，只有在Na：O-嵫O。区域才能形成玻璃，并 且可以通过添加Al：O。来改善玻璃的结构与性能。 通过对Na。O-A1：O。一琏0。系统玻璃样品的制备、测试，得到了该系统玻璃的膨胀系数和t点数据， 列在表1中。 表1 NazO-A1：O。一B：0。系统玻璃的膨胀系数和t点 编号 膨胀系数／(×10-7／C) 瓦／C 编号 膨胀系数／(×10-7／℃) L／C 1 100．1 344 11 94．7