V2O5-B2O3-TeO2系玻璃形成能力及性能研究

时磊艳

中国海洋大学

摘要：

封接材料应用广泛,需求量巨大。封接玻璃作为封接材料的一种,由于其良好的耐热性和电绝缘性以及高的化学稳定性和机械强度,被广泛应用于真空电子技术、微电子技术、能源、汽车工业等领域。
传统的封接玻璃系统中都含有大量的铅,对环境污染严重。同时,封接玻璃用于电子产品如芯片、集成电路时,由于大部分零件不允许高温操作,对封接温度要求越低越好。因此,目前封接玻璃已经朝着无铅化和低温化方向发展。
本课题根据目前封接玻璃的发展趋势对V2O5-B2O3-TeO2三元体系的熔化温度、冷却熔体的相组成及玻璃形成规律进行了较详细的研究,为低温、无铅、性能良好的封接玻璃的研究和开发提供可靠的理论依据。本文在V2O5-B2O3-TeO2三元体系中,每种组分以10mol％的变化为步长,均匀选取63个组成点,进行了配合料的熔化和急冷,并对急冷后产物的热性能和特征温度进行了测试分析。对玻璃的形成能力,热性能和特征温度进行了研究,讨论了B203和TeO2含量对玻璃特征温度的影响。
结果表明,V2O5-B2O3-TeO2三元体系具有较低的熔化温度,存在三个不同的结晶区域和一个较广阔的玻璃形成区,其玻璃形成区域为:V2O5:0～70mol％、B2O3:0～30mol％、TeO2:30～100mol％:V2O5-B2O3-TeO2系玻璃具有较低的熔化温度和封接温度,是无铅低温封接玻璃的理想体系之一。该系统封接玻璃试样中,一个较理想的组成为V2O5:10mol％、B2O3:20mol％、TeO2:70mol％。该组成三元玻璃的膨胀系数、软化温度和封接温度分别为:115×10-7K-1、280℃和355℃。
在保持B2O3含量(10％)不变的情况下,随着TeO2含量的增加,玻璃的熔制温度和封接温度都有所降低,但降低幅度不同。而玻璃的软化温度(Td)和转变温度(Tg)及膨胀系数几乎均呈现两头高,中间低的状态。
在保持TeO2含量(70％)不变的情况下,玻璃的膨胀系数和熔融温度都随B2O3含量的增加(即V2O5含量的降低)呈先下降后升高的趋势,玻璃熔融温度的高低并不能决定封接温度的大小。

关键词：封接玻璃;无铅玻璃;低熔点;V2O5-B2O2-TeO2三元体系;相组成;热性能

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：材料学

导师姓名：戴金辉

学位年度：2011

语种：中文

分类号：TQ171.737;TQ171.112

页数：58

在线出版日期：2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）