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作为封接材料,低熔点玻璃广泛应用于电真空和微电子技术,激光和红外技术,宇航和汽车等众多领域。长期以来,市场上广泛应用的商用封接玻璃大都含有PbO。但是PbO会危及动物及人的健康,并且含铅的电子废弃物会对环境产生了严重的污染。随着人们环保意识的不断增强,无铅的低熔点玻璃引起了人们的广泛兴趣,无铅化也成为低熔点玻璃的一个重要指标。众所周知Bi3+含有极高的极化率,并且玻璃的极化性随着Bi2O3含量的增加而提高。由于Bi3+具有较小的电子强度,所以单组分的Bi2O3不能作为玻璃的形成体形成玻璃。但是加入B2O3组分后可以形成玻璃,且玻璃具有很大的组成范围。因此本课题以R2O-Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃系统为研究对象来进行研究。采用熔融法制备出了添加Sb2O3的R2O-Bi2O3-B2O3-SiO2系玻璃样品,试验中运用各种测试技术研究了Sb2O3的含量对该系玻璃结构、热物理性能及化学稳定性能的影响。分析结果表明:Sb2O3的引入使玻璃的网络结构发生了一些小的的变化。热处理后的玻璃粉末试样没有析晶行为的发生。玻璃的密度在Sb2O3含量低于4%时,呈现出降低的趋势,随后随着Sb2O3含量增加密度随之增加,而玻璃的软化温度Tf的变化趋势则与之相反。一定含量的Sb2O3有助于提高玻璃的化学稳定性,但Sb2O3的引入提高了玻璃的析晶倾向。采用熔融法制备出了添加Fe2O3的R2O-Bi2O3-B2O3-SiO2系玻璃样品,研究了Fe2O3的含量对该系玻璃结构、热性能及化学稳定性能的影响。结果表明:玻璃的热膨胀系数CTE在引入Fe2O3后是增加的,随着Fe2O3含量进一步增加CTE随之下降;和CTE相比,玻璃转变点Tg和软化点Tf正好呈相反的变化趋势;R2O-Bi2O3-B2O3-SiO2系玻璃的结构随着Fe2O3的含量的增加没有出现明显的变化,Fe2O3通常作为修饰体加强了玻璃的网络结构;Fe2O3的引入显著提高了玻璃的化学稳定性,但过多的Fe2O3会降低玻璃的形成能力。采用熔融法制备出了添加Y2O3的R2O-Bi2O3-B2O3-SiO2系玻璃样品,研究了Y2O3的含量对该系玻璃结构、热物理性能及化学稳定性能的影响。结果表明:R2O-Bi2O3-B2O3-SiO2系玻璃的结构随着Y2O3的含量的增加没有发生明显变化;热膨胀系数随着Y2O3含量的不断增加呈现先增大后减小的趋势,且在含量为0.6wt%时取得最大值。Tg与Tf有着类似的变化趋势,当引入Y2O3时,Tg有所降低,然后随着Y2O3含量的不断增加呈现出逐渐变大的趋势。化学稳定性随着Y2O3含量的增加逐渐降低,当含量超过1.4wt%时此趋势减弱。由于Y3+有很高的积聚性,密度随Y2O3含量的增加总体增大,但过量的Y2O3又会破坏玻璃结构导致密度有所下降。