第7卷第2期 2013年6月
材料研究与应
用
MATERIALS RESEARCH AND APPLICATION
文章编号：1673-9981(2013)02-0108-05
Vol. 7,No, 2 Jun.2013
热处理对Bi-Si-B-Zn-AI-O溶胶-凝胶玻璃粉结构的影响
刘华，衰鸽成，骆志捷，邓南林，李
广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006
摘要：采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel)制备了Bi-Si-B-Zr-AI-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20C～800C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相粉，该粗粉经600℃ 热处理及球磨后，可得到粒径在0.1~1μm范围的超细近球形粉体；热处理温度在200~800C范围内时，粉体均呈现玻璃态结构；经200C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，BiO,］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欧，随着温度升高，
参饰体中部分Bi原子和B原子会加入到主体网络中，成为网络形成体、关键调：溶胶-凝胶法：裘璃结构；热处理；Bi-Si-B-O系玻璃粉
中图分类号：TB321
文献标识码：A
无机封接玻璃因其有线膨胀系数低、耐热、耐潮
湿、耐风化和机械强度高等优点，而广泛应用于电子、能源、汽车等领域1-1).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来越被限制使用")，近年来，国内外学者在开发无铅系玻璃方面做了大量研究(46).其中Bi-Si-B-O系玻璃，不论是熔融后的粘度和流动能力，还是膨胀系数和析晶行为都与铅系玻璃十分接近，可替代含铅玻璃应用于各领域.目前，封接玻璃的制备多采用熔融火法，该法存在熔制温度高、玻璃颗粒难破碎等缺点.近年来，人们开发出多种制备粉体的新技术，溶胶-凝胶(Sol-Gel)法便是其中之一，与传统的高温熔融率火法不同，溶胶-凝胶法是以液态化学试剂为原料，并具有合成溢度低、过程易于控制、粉体易细化等优点{),本文旨在研究Bi-Si-B-Zn-Al-O系溶胶-凝胶玻璃粉的特征，并探讨温度对其微观结构的影响，为丰富该系玻璃的制备工艺及认识其结构提供实验依据.
收稿日期：收稿日期：2012-12-14
·基金项目：广东省科技计划项目（2006B14701003）作者第介：刘华(1985-)，男，朝南人，研士研究生。
万方数据
1
实验部分
1.1实验方法
以分析纯硝酸镜、正硅酸乙酯、硼酸、硝酸锌、硝酸铝为前驱物，以去离子水和乙醇为溶剂，柠檬酸和硝酸分别作为络合剂及催化剂，按构成本试验玻璃体系氧化物的一定质量比进行配料将上述反应前驱物溶液按一定的顺序混合，并在混合过程中不停地搅拌，同时控制混合液水浴恒温为60℃、反应液 pH值为2.5、正硅酸乙酯体积浓度为12%，反应一定时间后陈化形成湿凝胶，凝胶中含有大量的水、有机溶剂、酸根离子及有机添加剂.将凝胶在烘箱内 200℃干燥10h，可去除大部分水和有机物.干燥后的凝胶经破碎获得玻璃态粗粉，将粗粉在马弗炉中经400～800C热处理1h，再经机械球磨，可制得
Bi-Si-B-Zn-AI-O系玻璃粉。 1.2玻璃粉的表征
采用Y-2000全自动型X射线衔射仪(XRD)进