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低熔点玻璃粉体具有熔化温度低、封接机械强度高和化学稳定性好等优点,广泛应用于微电子技术、电真空、汽车等众多领域中。铋酸盐玻璃体系是目前可代替有毒的铅玻璃中应用最为实际的体系。传统铋酸盐封接玻璃多采用熔融淬火法,铋系玻璃粉体作为一种材料间相互封接或连接的基础材料,其玻璃粉体烧结后具有透明度高的特性,又具有较好的气密性和耐热性,且还具有更好的耐蚀性和电绝缘性,因此,作为助熔与粘结利用与玻璃油墨、电子浆料烧结,电子元器件的封接与封装等方面占有十分重要的地位。本论文以Bi2O3-SiO2-B2O3系无铅玻璃粉体作为研究对象,采用熔融-淬火法制备,着重研究了Bi2O3含量对玻璃粉体结构与性能的影响。利用SEM观察了玻璃粉体的微观形貌,粒径;利用IR和Raman测试分析了玻璃的网络结构;XRD测试分析了玻璃粉体非晶相和晶相,探明了Bi2O3对玻璃粉体的网络结构的影响规律;利用DSC测试了玻璃粉体的特征温度,通过烧结实验计算了圆柱体试样的流散直径和润湿角大小,表征了利用玻璃烧结的流散性和润湿性,利用热膨胀系数仪测试了玻璃粉体的热膨胀性,探明了Bi2O3对玻璃烧结性能的影响规律;利用旋转流变仪和测试了玻璃浆料的粘度和流动性,探明了浆料固含量及玻璃粉体Bi2O3含量对玻璃粘度和流动性的影响规律,主要研究内容和结果如下:1、探明了Bi2O3对玻璃粉体微观形貌,粒径的影响规律。玻璃粉体颗粒经20h高能球磨后均呈现近球形形貌,其粒径范围为15μm,随着Bi2O3含量增大,玻璃粉粒径逐渐减小,粒径逐渐趋于均匀。2、探明了Bi2O3含量对玻璃网络结构的影响规律。玻璃网络结构主要由[BiO6]八面体、[BiO3]三角体、[SiO4]四面体、[BO4]四面体和[BO3]三角体构成,随着Bi2O3含量增大,玻璃结构中[BiO3]三角体和[BO3]三角体数量都有所减少,[SiO4]四面体数量基本保持不变,玻璃网络结构主要以高配为形式存在,其配位数大,结合能低,玻璃结构不稳定,使得玻璃存在晶态,并且高配位使得粒子排列紧密,玻璃的机械强度较高。基础玻璃粉体呈典型的非晶态结构,Bi2O3含量较大时有晶相存在。3、探明了Bi2O3含量对玻璃特征温度的影响规律。随着Bi2O3含量增大,玻璃的特征温度Tg,Ts,均呈下降趋势,最后趋于平缓,玻璃转化温度Tg的变化范围为444466℃,玻璃软化温度Ts的变化范围为495513℃。当玻璃中Bi2O3含量增大至70%,玻璃的转化温度Tg为444℃,玻璃软化温度Ts为513℃。4、探明了Bi2O3对玻璃的烧结性能及热膨胀性影响规律。烧结温度高于550℃时,玻璃试样表面光滑,烧结过程中主要表现为圆柱状,半球形状和平铺状三种形状。随着Bi2O3含量增大,玻璃试样流散直径增大,润湿角减小至41°,其烧结流散性和润湿性提高,烧结后玻璃试样表面逐渐平整光滑,致密度增大。玻璃试样的热膨胀系数(25350℃)的变化范围为6.0967.786×10-6/K,随着玻璃中Bi2O3质量的增大,热膨胀系数呈现增大的趋势。当玻璃中Bi2O3含量为70%时,热膨胀系数为7.786×10-6/K。5、探明了浆料固含量及玻璃粉体Bi2O3含量对玻璃粘度和流动性的影响规律。玻璃浆料的粘度随着固含量的增大而增大,固含量为82%期最低粘度为0.4Pa·s。随着玻璃粉体Bi2O3含量增大,玻璃试样的粘度逐渐降低,Bi2O3含量为70%时最低粘度为13.6Pa·s;玻璃试样的流动性随固含量增大而降低;随玻璃粉体Bi2O3含量增大而增大,但浆料的抗沉降能力变弱。