铋酸盐封接玻璃由于具有玻璃化转变温度较低、热膨胀系数适宜等特性,在电子元器件、电真空器件、等离子体显示器的封接方面有较广泛的应用。但是铋酸盐玻璃中Bi₂O₃含量较高（50⁸0wt%）,而且Bi₂O₃价格昂贵,使得铋酸盐体系玻璃成本较高。另外Bi₂O₃属于重金属氧化物,密度较大,导致铋酸盐玻璃浆料比重大,容易产生分层离析,严重影响封接品质。通过在铋酸盐玻璃中用质量较轻的P₂O₅、Fe₂O₃、Sb₂O₃等氧化物取代Bi₂O₃来改善其性能,具有重要的理论意义和应用价值。本文采用熔融淬冷法制备了Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃-RnOm（RnOm=P₂O₅,Fe₂O₃,Sb₂O₃）四元系统玻璃,通过红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、核磁共振谱（NMR）、X射线衍射方法（XRD）研究了玻璃的结构变化,采用差示扫描量热法（DSC）、热膨胀仪研究了玻璃的热稳定性、玻璃化转变温度（Tg）、初始析晶温度（Tc）、热膨胀系数（α）、玻璃软化点（Ts）等热学性能,通过阿基米德排水法测试了玻璃的密度（ρ）,采用失重法研究了玻璃的耐水性。研究结果如下:P₂O₅掺入量在0¹5mol%之间时能够形成均匀的非晶态玻璃。P₂O₅取代Bi₂O₃后,玻璃结构中出现了O–P–O键和P–O–B键,没有P=O的存在,磷氧多面体与硼氧多面体之间的交叉结合紧密加强,玻璃网络结构增强。随着P₂O₅含量的增加,[BiO₃]和[BiO₆]结构基团减少,[BO₄]向[BO₃]转变,[BO₃]相对含量增加。当P₂O₅含量为0⁵mol%时,玻璃的热稳定性随P₂O₅含量增加而变差;P₂O₅含量在7.5¹5mol%时,玻璃热稳定性良好。随着P₂O₅含量的增多,玻璃化转变温度和软化点升高,热膨胀系数逐渐减小。P₂O₅的引入降低了铋酸盐体系玻璃的密度,并且极大地改善了铋酸盐玻璃的耐水性。Fe₂O₃掺入量在0¹0mol%之间时能够形成均匀的非晶态玻璃。Fe₂O₃取代Bi₂O₃后,Fe₂O₃没有参与玻璃的网络形成,而是以玻璃网络修饰体存在于玻璃结构间隙。随着Fe₂O₃含量的增加,[BiO₃]和[BiO₆]结构基团减少,[BO₄]向[BO₃]转变,[BO₃]相对含量增加。当Fe₂O₃含量在0².5mol%时,玻璃热稳定性略有下降,当Fe₂O₃含量在5¹0mol%时,玻璃热稳定性快速降低。随着Fe₂O₃含量的增多,玻璃化转变温度和软化点升高,热膨胀系数逐渐减小。Fe₂O₃的引入降低了铋酸盐体系玻璃的密度。当Fe₂O₃含量在0².5mol%时,玻璃的耐水性快速提高,当Fe₂O₃含量在5¹0mol%时,玻璃的耐水性缓慢提高。Sb₂O₃掺入量在0².5mol%和15²5mol%时,能够形成均匀的非晶态玻璃。Sb₂O₃取代Bi₂O₃后,Sb₂O₃参与了玻璃的网络形成。玻璃结构中出现了Sb-O键的非对称伸缩振动和Sb-O-Sb键的反对称伸缩振动。随着Sb₂O₃含量的增加,[BiO₃]和[Bi O₆]结构基团减少,[BO₄]向[BO₃]转变,[BO₃]相对含量增加。当Sb₂O₃含量在0².5mol%时,玻璃热稳定性增强,Tg升高;当Sb₂O₃含量在15²5mol%时,玻璃热稳定性先降低后升高,17.5mol%时,热稳定性最差,而Tg先升高后降低,17.5mol%时,Tg最高。随着Sb₂O₃含量的增加,玻璃体系的热膨胀系数逐渐减小,软化点逐渐升高。Sb₂O₃的引入降低了铋酸盐体系玻璃的密度。当Sb₂O₃含量在0².5mol%时,玻璃的耐水性提高,当Sb₂O₃含量在15²5mol%时,玻璃的耐水性先升高后降低,17.5mol%时,耐水性最佳。