1. 研究目的与意义(文献综述)
低熔点玻璃可用于玻璃、陶瓷、金属等材料之间的封接,是电子行业中用于绝缘、密封的基础材料。此外,低熔点玻璃还是制备电子浆料的重要组成部分,在浆料烧结过程中起粘结和降低烧结温度的作用。目前,商用封接玻璃和电子浆料用低熔点玻璃中大多数为高铅玻璃。由于铅对环境和人体的危害,各种电子元器件均要求无铅化。因此,综合性能良好的无铅低熔点玻璃材料的成功开发对电子行业的发展具有重要意义。
目前研究的无铅低熔点玻璃主要有铋酸盐和硼硅酸盐玻璃。但铋酸盐需要的氧化铋量大且价格昂贵,而硼硅酸盐玻璃的热膨胀系数较小,热稳定性能良好、化学性能稳定、光学性能和电学性质较好,比较高的机械强度等优点,在生活中广泛应用[1]。
锌硼硅玻璃属于碱土硼硅酸盐玻璃的一种,在封接材料领域,锌硼硅玻璃由于热稳定性好,力学性能、电性能优异,被视为理想的替代材料[2]。在锌硼硅玻璃中掺杂ceo2、mno2、tio2等氧化物以改善其性能,实现玻璃与单晶硅、多晶硅等光伏材料的匹配封接[3]的研究成为热点。此外还用于新型仪器的开关、激光防护、汽车防护玻璃、航天器的窗口玻璃、变色玻璃等;掺杂稀土的锌硼硅玻璃是具有高折射、低色散的新型光学玻璃,有良好的化学稳定性和抗风化性能,稀土光学玻璃具有独特的透明性,可以应用在多晶粉体应用的领域[4],在光通讯、激光、光学放大器、显示和储存能量等光电子光技术领域也有很高的应用价值[5],应用广泛。李锋锋、张明熹等[6]人研究了掺杂mn2 对锌硼硅玻璃材料缺陷结构与光储存性能之间的关系。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
1.探讨并确定zno-b2o3-sio2玻璃系统配合料中sio2、b2o3、zno、mgo、cao的用量配比。
2.反复实验确定较好的原料配比和热处理制度,按照ro(mgo、cao)总质量百分比恒定不变的情况下,不同的n(mgo)/n(cao)的用量配比和组分分组制备玻璃。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案,制备zno-b2o3-sio2系统玻璃。
第8-11周:采用旋转法、xrd、ftir等测试技术对锌硼硅玻璃的结构和性能进行测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 田俊虎. zno-b2o3-sio2玻璃形成区及稀土对其分相影响的研究[d]. 包头: 内蒙古科技大学研究院, 2014, 1-76.
[2] 杨佳. 稀土掺杂锌硼硅玻璃高温熔体物性的研究[d]. 包头: 内蒙古科技大学研究院, 2015, 1-60.
[3] 李浩业, 王东, 陈培. 掺杂过渡金属氧化物对zno-b2o3-sio2玻璃的改性研究[j]. 电子元件与材料, 2012, 31(4):41-44.
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