CuO掺量对ZnO-B2O3-Bi2O3玻璃结构与热性能的影响

作者：向婉婷 罗欣 江正迪 连启会 黄佳鑫 吴浪    单位：西南科技大学 材料与化学学院

关键词：ZnO-B2O3-Bi2O3；低熔点玻璃；热膨胀系数；软化温度； CuO

摘  要：为了降低硼酸盐无铅封接玻璃的软化温度，研究了 CuO 掺量 (0~15%，质量分数，下同) 对 40ZnO-30B2O3-30Bi2O3 玻璃结构及热性能的影响。结果表明，在 950 ℃保温 2 h 的熔制工艺条件下，试验组成范围内均能形成均质玻璃。随着 CuO 掺量增加， ZnO-B2O3-Bi2O3 玻璃中的[BO3]/[BO4] 结构单元比例先增大后减小，在 CuO 掺量为 8% 时达到最大值，此时 [BO3] 结构单元含量相对较多。当 CuO 掺量进一步增加，部分 [BO3]逐渐向 [BO4] 转变。此外，随 CuO 掺量增加，玻璃化转变温度及析晶温度逐渐降低，在 400~850 ℃范围质量损失速率逐渐减小，但 15% 高掺量时呈现质量增加的趋势。玻璃的平均线热膨胀系数（25~450 ℃）随 CuO 增多无明显变化，保持在 7.10×10 ℃ 左右。玻璃的软化温度和半球温度呈先降低后升高的趋势，当 CuO 掺量为 8% 时，软化温度和半球温度最低。