热处理对Bi-Si-B-Zn-Al-O溶胶-凝胶玻璃粉结构的影响＊.pdfVIP

第 7卷 第 2期 材 料 研 究 与 应 用 Vo1．7，No．2 2013年 6月 MATERIALSRESEARCH AND APPLICAT10N Jun．2013 文章编号 ：1673-9981(2013)02—0108—05 热处理对B_-S-_ ．Al—O溶胶 凝胶玻璃粉结构的影响* 刘 华，袁鸽成，骆志捷 ，邓南林 ，李 倩 广东工业大学材料与能源学院，广东 广州 510006 摘 要：采用溶胶一凝胶法 (Sol-Ge1)制 备了Bi—SH}Zn_A1-O系玻璃粉，采用 XRD、EMAX、SEM、IR、 DSC／TG及粒度分布仪等对粉体进行了表征，并初步探讨了在 200~800℃温度范围内该玻璃粉微观结 构的变化．结果表明，凝胶经干燥去除非玻璃组分后，可获得符合设计组分的玻璃粗粉，该粗粉经600℃ 热处理及球磨后，可得到粒径在 0．1～1,um范围的超细近球形粉体；热处理温度在 200 800℃范围内 时，粉体均呈现玻璃态结构；经 200℃干燥后玻璃粉主要以-[SiO ]四面体及部分-[BO ]四面体形成主体 网络空间，[Bi0。]三角体和剩余的-[BO]四面体 以网络修饰体的形式分布在网络间隙，随着温度升高， 修饰体中部分Bi原子和B原子会加入到主体网络中，成为网络形成体． 关键词 ：溶胶一凝胶法 ；玻璃结构 ；热处理 ；Bi—Si-B-O系玻璃粉 中图分类号 ：TB321 文献标识码 ：A 无机封接玻璃因具有线膨胀系数低、耐热、耐潮 湿 、耐风化和机械强度高等优点，而广泛应用于 电 1 实验部分 子、能源、汽车等领域[1]．传统的含铅玻璃虽以其 良 好的封接特性而广泛应用，但 因其含有害元素而越 1．1 实验方法 来越被限制使用_3]．近年来 ，国内外学者在开发无铅 以分析纯硝酸铋 、正硅酸乙酯、硼酸 、硝酸锌 、硝 系玻璃方面做 了大量研究L4]．其 中Bi—Si—B_O系玻 酸铝为前驱物 ，以去离子水和乙醇为溶剂 ，柠檬酸和 璃 ，不论是熔融后的粘度和流动能力 ，还是膨胀系数 硝酸分别作为络合剂及催化剂 ，按构成本试验玻璃 和析晶行为都与铅系玻璃十分接近，可替代含铅玻 体系氧化物的一定质量 比进行配料．将上述反应前 璃应用于各领域．目前，封接玻璃的制备多采用熔融 驱物溶液按一定的顺序混合 ，并在混合过程中不停 淬火法 ，该法存在熔制温度高、玻璃颗粒难破碎等缺 地搅拌，同时控制混合液水浴恒温为 6O℃、反应液 点．近年来，人们开发出多种制备粉体的新技术，溶 pH值为 2．5、正硅酸乙酯体积浓度为 12 ，反应一 胶一凝胶(Sol—Ge1)法便是其 中之一．与传统的高温熔 定时间后陈化形成湿凝胶 ，凝胶中含有大量的水、有 融淬火法不同，溶胶一凝胶法是以液态化学试剂为原 机溶剂、酸根离子及有机添加剂．将凝胶在烘箱 内 料 ，并具有合成温度低、过程易于控制 、粉体易细化 200℃干燥 10h，可去除大部分水和有机物．干燥后 等优 点[7]．本文 旨在研究 Bi—Si-B—Zn-A1一O系溶胶一