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《东华大学》 2011年
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Bi_2O_3-B_2O_3-BaO系无铅玻璃粉在电子浆料中的应用

乔文杰  
【摘要】:本文选择用于电子浆料的Bi2O3-B2O3-BaO无铅低熔点玻璃系统,借助红外-拉曼光谱仪、差热分析仪、热膨胀仪、超高阻计、介电常数测试仪等,探讨了玻璃组成变化对玻璃结构的影响,研究了玻璃的特征温度、线性膨胀系数、体积电阻率、介电常数等物理性能随组成变化的规律,同时研究了Bi2O3-B2O3-BaO玻璃中外加氧化物对玻璃结构性能的影响,最后对玻璃粉体表面进行包覆改性,并与未改性玻璃粉体进行了分析、比对。 研究结果表明:在Bi2O3-B2O3-BaO系统玻璃中,随着Bi2O3含量不断增加,[BO3]三角体的形式被打破,[BiO4]四面体结构逐步增多,使得玻璃结构由硼氧骨架为主逐步转换到以铋氧骨架结构为主;当用BaO代替B2O3时,BaO作为网络外体分散在网络中,B-O-B键弯曲振动逐渐弱化,O-B-O以及B-O-Bi键的结构显著增强;在外加氧化物的研究中发现,由于外加氧化物的断键作用,使得[BO3]和[BiO4]为主的玻璃结构被弱化,玻璃的特征温度显著降低。 当用Bi2O3代替B2O3时,玻璃的软化点随着Bi3+的增加而降低,膨胀系数变大,玻璃的体积电阻率总体维持在一个较高的状态,而玻璃的耐酸性随着Bi2O3含量的增加逐步提高。当用BaO代替B2O3时,随着BaO含量的增加,玻璃软化点,转变点上升,玻璃的膨胀系数和体积电阻率也有明显上升,玻璃的介电损耗则先增后减,而氧化钡的加入将玻璃的耐酸性更进一步的提高。外加氧化物玻璃的转变温度Tg和软化点Tf都比未添加玻璃显著降低,其中,V2O5降低玻璃软化温度的效果最为明显,Sb2O3也能有效的降低玻璃的软化温度与转变温度。 玻璃粉体表面改性实验结果表明,以含水20%的乙醇溶液作为分散剂在70℃下反应得到的粉体改性性能较好,改性较为牢固,相较纯酒精更高,终止点的温度也较高,其有机出峰也更为明显;同时研究表明粉体粒径粗细与表面改性结果成反比,随着粒径的变小改性效果也更好,改性后的粉体在有机物质中分散比未改性粉体更为均匀。 本文研究的Bi2O3-B2O3-BaO系统玻璃,基本组成包括Bi2O3,B2O3, ZnO,Sb2O3, Al2O3, BaO,其玻璃能够与玻璃基板产生较好的结合能力,并具有合适的膨胀系数,软化点,电阻率等性能,适用于膨胀系数在60-65×10-7/℃左右,封装温度在550-600℃的以氧化铝、莫来石陶瓷为基板的敏感电子元器件的电极浆料中;适用于太阳能光伏电池玻璃基板和PDP等离子显示器前基板、后基板介质浆料中。
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ171.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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