论文摘要
Li2O-ZnO-SiO2系玻璃具有软化点低、机械强度高、膨胀系数高、热稳定性及化学稳定性好等优点,因而该系玻璃非常适合用作封接材料,应用前景非常广阔,得到了国内外广大学者的广泛关注。本文以Li2O-ZnO-SiO2系玻璃为基础,分别加入不同含量的ZnO、P2O5、TiO2及CaF2,制备成该系微晶玻璃。应用差示扫描量热法、X射线衍射、扫描电子显微镜等检测等手段,将不同含量的添加物及晶化温度对微晶玻璃析晶及性能的影响进行了系统的研究。结果表明：1、在Li2O-ZnO-SiO2系微晶玻璃中,析出晶相主要为方石英相、磷石英相、SiO2相和Li2SiZnO4相,晶核剂P2O5、TiO2及CaF2对析出晶相的种类影响不大。2、在Li2O-ZnO-SiO2系微晶玻璃中,随着晶核剂P2O5添加量的不断增加,析出方石英相的相对含量呈现出先增加后减少的趋势。受析出方石英相相对含量的影响,热膨胀系数α值也呈现出先增加后减少的趋势。当P2O5添加量为4.0%时,微晶玻璃中析出方石英晶体相对含量达到最高,热膨胀系数α值达到最大,为16.59×10-6/℃。在P2O5添加量为5.1%的微晶玻璃中,提高晶化温度为710℃时,促进了方石英晶体在该系玻璃中的析出,其热膨胀系数a值也随着析出方石英相相对含量的增加由10.86×10-6/℃增加到15.36×10-6/℃。3、随着晶核剂TiO2添加量的增加,析出方石英相的相对含量呈现出先减少后增加的趋势,微晶玻璃热膨胀系数α值也呈现出先减少后增加的趋势。当TiO2添加量达到10.3%时,微晶玻璃中析出方石英晶体相对含量达到最低,其热膨胀系数α值达到最小为8.8×10-6/℃。在TiO2添加量为20.6%的微晶玻璃中,提高晶化温度为700℃时,促进了方石英晶体在该系玻璃中的析出,其热膨胀系数α值也由9.95×10-6/℃增大为13.57×10-6/℃。4、在Li2O-ZnO-SiO2系微晶玻璃中,随着晶核剂CaF2添加量的不断增加,析出方石英相相对含量呈现出不断减少,热膨胀系数α值也随之不断降低。当CaF2添加量为16.0%时,Li2O-ZnO-SiO2系微晶玻璃中没有晶体析出,其热膨胀系数α值达到最小为7.5×10-6/℃。在CaF2添加量为4.0%的微晶玻璃中,提高晶化温度为706℃时,促进了方石英在该系玻璃中的析出,其热膨胀系数α值也由7.45×10-6/℃增大为8.31×10-6/℃。5、随着ZnO添加量的不断增加,析出方石英相相对含量呈现出先增加后减少的趋势,热膨胀系数α值也呈现出先增加后降低的趋势。当ZnO添加量为26.7%时,析出方石英相相对含量达到最高,其热膨胀系数α值也达到最大为19.13×10-6/℃。在ZnO添加量为20.4%的微晶玻璃中,提高晶化温度为710℃时,促进了方石英在该系玻璃中的析出,其热膨胀系数α值也由11.65×10-6/℃增大为18.45×10-6／℃。