无铅低熔点玻璃组成及制备工艺设计开题报告

 2022-01-09 18:54:24

全文总字数:3525字

1. 研究目的与意义(文献综述)

低熔点封接玻璃是指熔点显著低于普通玻璃,能够将玻璃、陶瓷、金属或者复合材料相互间封接起来的中间层玻璃,具有封接温度低、机械强度高和电性能优异等特点[1]。作为封接材料的一种,封接玻璃由于在气密性和耐热性方面优于有机高分子材料,在电绝缘性能方面又优于金属材料,因而在封接领域具有广泛的应用[2]。随着真空电子技术、微电子技术、激光和红外技术等现代科技的快速发展,电器元件和结构元件不断向小型化和高精密化等方向发展,这对封接制品的气密性和可靠性提出更高的要求。尤其是随着5g技术的发展,移动终端更多的采用玻璃作为保护材料,则玻璃同玻璃的封接,显得尤为重要。然而当前使用的低熔点玻璃都含有一定量的pbo,pbo的引入会造成环境的污染,并对人体产生一定的伤害,因此绿色、环保、无铅化已成为低熔点玻璃的发展方向。

对于无铅低熔点封接玻璃,国内外研究主要集中在铋酸盐体系[3]、磷酸盐体系[4-5]、钒酸盐体系[6]、或硼酸盐体系[7]。在平板显示用低熔点玻璃的无铅化研究方面,国内外的学者主要集中在铋酸盐、磷酸盐和钒酸盐等玻璃体系,取得了一定的成果。邓德刚等[8]公开了一种tft-lcd封接用玻璃,由40%-60%的 bi2o3、8%-15%的zno、15%-35%的b2o3为主要成分组成,利用低膨胀系数的锂霞石微晶玻璃作为填料,制备的低熔点玻璃封接温度低至550℃,热膨胀系数在(40-60)×10-7/℃,具有无铅、低软化点和低热膨胀系数等特点,能够满足tft-lcd薄膜晶体管液晶显示器的封接要求。美国康宁公司专利[9]公布了一种磷酸盐体系的平板显示用封接玻璃,其封接温度非常低,达到350-380℃,但是热膨胀系数较大,最高达到160×10-7/℃,所以能够与之封接匹配的基材较少。张金华[10]以v2o5-p2o5为主要原材料,研究了平板显示器用钒酸盐封接玻璃,发现随着v2o5/p2o5 的增加,玻璃的封接温度降低,封接温度在530-650℃之间,在封接过程中没有析晶现象,热膨胀系数在(70-80)×10-7/℃之间,与平板显示基板玻璃的热膨胀系数相近。张永爱等[11]研究了结晶型低熔点封接玻璃,主要配方是 sio2、b2o3、zno、li2o 和mgo等,封接温度较低,在600-640℃有良好的流动性,可以用于平板显示封接。

目前无铅低熔点玻璃还存在封接温度较高、热膨胀系数与基材不匹配和化学稳定性较差等问题,鉴于此,本论文拟开发一种新型的无铅低熔点玻璃粉,满足移动终端中玻璃-玻璃的封接要求。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1、设计低熔点玻璃合适的化学组成,并探讨组成的改变对低熔点玻璃熔制和成形工艺的影响。

2、探讨低熔点玻璃对玻璃-玻璃封接的影响。

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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。确定设计方案,并完成开题报告。

第4-8周:按照设计方案,探讨组成、熔化工艺制度对低熔点玻璃结构和性能对影响。

第9-12周:按照设计方案,探讨低熔点玻璃对玻璃-玻璃封接性能对影响。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 马英仁. 封接玻璃( 一) : 对玻璃的要求及适于封接的金属[j]. 玻璃与搪瓷,1992,20( 4) : 58-60.

[2] 马英仁. 封接玻璃( 九) : 低熔玻璃在电子元器件中的应用[j]. 玻璃与搪瓷,1993,21( 6) : 50-57.

[3] 王伟, 田英良, 孙诗兵, et al. 无铅玻璃的发展与应用[j]. 硅酸盐通报, 2006, 25(1):53-56.

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