一种高膨胀系数的封接微晶玻璃及低熔点加工方法技术

本发明专利技术公开了一种高膨胀系数的封接微晶玻璃及低熔点加工方法，其特征在于所述高膨胀系数的封接微晶玻璃按重量份包括以下原料：SiO

【技术实现步骤摘要】
一种高膨胀系数的封接微晶玻璃及低熔点加工方法
：本专利技术属于玻璃加工
，更具体地涉及一种高膨胀系数的封接微晶玻璃及低熔点加工方法。
技术介绍
：传统商用封接玻璃都含铅，常选用PbO-SiO，PbO-B203，PbO-B20-SiO2和ZnO-PbO-SiO2；其中PbO含量较高，铅对环境的污染已引起各方面的重视，很多国家出台了相关政策或采取有关措施，限制或禁止家电类产品使用含铅的玻璃封接材料，因此封接用微晶玻璃的无铅化势在必行。按照元素周期表的对角线和相邻原则，可能代替铅的元素有铟，馆，锡和铋，铟，锭的单质及其氧化物都有毒；含SnO玻璃绝缘性能较差,铋单质虽然有毒，但铋和其他金属元素在玻璃中是以氧化物的形式存在，而BiO无毒，铋与铅的电子结构和原子量极其相近，它们有许多相似的性质；因此，近年来用铋代替铅制备无铅封接玻璃越来越得到重视。目前研究的含铋玻璃主要有Bi203-B203-SiO2和Bi203-B203的玻璃体系，由于该体系的玻璃膨胀系数较低，导致玻璃晶体结构较硬易碎，不利于封接，不能适用于电子元器件金属外壳封接或钛合金的封接或铝合金的封接。寻求一种绝缘性能较好且适用于电子元器件金属外壳封接或钛合金的封接或铝合金的封接的封接微晶玻璃是目前研究的热点。
技术实现思路
：为解决上述问题，克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种高膨胀系数的封接微晶玻璃及低熔点加工方法，能够有效的解决膨胀系数和绝缘性的性能难以协调的问题。本专利技术解决上述技术问题的具体技术方案为：高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于，按重量份包括以下原料：SiO2:35-45份、ZnO:2.5-12份、Bi2O3:5.0-15.0份、Al2O3:5.5-7.5份、B2O3:7.0-15.0份、Na2CO3:2.0-3.5份、CUO:0.5-5.5份、TiO2:0.5-2.5份、P2O5:1.0-3.0份。进一步地，原料中还包括石墨烯。进一步地，所述的原料中B2O3与石墨烯质量比为1:0.2-0.9。一种高膨胀系数的封接微晶玻璃的低熔点加工方法，制备所述的高膨胀系数的封接微晶玻璃玻璃，其特征在于，加工方法具体包括：(1)熔炼工序：将除了石墨烯以外的原料组分混合加入到玻璃熔炉内，在1150-1220℃的高温下熔炼2-3小时，再降至1020-1100℃下澄清1.6-2小时，制得玻璃液；(2)冷淬工序：将上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃体，加入球磨机中，球磨成细度为0.05-0.07mm的玻璃粉末，烘干；(3)晶化工序：生坯放入高温箱式电阻炉中，在室温下以7-8℃/min速率升温到300-340℃；再以3-5℃/min速率升温到750-820℃，加入石墨烯，再以1-3℃/min速率降温到450-480℃，保温养晶3-3.5h；(5)退火工序：将上述晶化后的玻璃以5-7℃/min速率降温，当温度降至于250-300℃时，再自然冷却轧制，然后研磨成玻璃粉；(6)向步骤(5)所得玻璃粉中加入粘合剂进行造粒，然后制成玻璃坯。进一步地，所述粘合剂为PVA或PEG，其用量按质量计为步骤(5)所得玻璃粉的1-3％。进一步地，所述封接微晶玻璃用于电子元器件金属外壳封接或钛合金的封接或铝合金的封接；本专利技术的有益效果是：本专利技术的SiO-ZnO-Bi2O3-Al2O3-B2O3体系玻璃，用适量B203、Zn0和Bi2O3代替微晶玻璃中部分组分，使微晶玻璃的熔炼温度和晶化温度得到较大幅度下降，获得一种晶化温度较低的封接微晶玻璃的加工方法，降低了能耗利于工业化应用；SiO-ZnO-Bi2O3-Al2O3-B2O3体系玻璃，改变了常见微晶玻璃的成分和用量，具有较高的膨胀系数，得到了封接性能优异的微晶玻璃，封接后的热膨胀匹配性好；并创造性地在晶化工序中添加石墨烯，能够保持玻璃体系原有的绝缘性能力，并意外地发现了低温晶化条件下，石墨烯能够将无定型分子态氧化硼向晶体态氧化硼转换，且该结构对于膨胀系数具积极效果，同时实现了晶体态氧化硼必须由玻璃态的氧化硼缓慢冷却得到的技术难题，实现了通过添加石墨烯来提高玻璃系统的膨胀系数的手段，从而使玻璃体系具有较高的膨胀系数，最终获得一种同时具备绝缘性能较好、膨胀系数较高的玻璃体系。附图说明：附图1是现有技术中分子态氧化硼电镜扫描图：附图2是现有技术中石墨烯电镜扫描图：附图3是本专利技术石墨烯中晶体态氧化硼电镜扫描图：具体实施方式：在本专利技术的描述中具体细节仅仅是为了能够充分理解本专利技术的实施例，但是作为本领域的技术人员应该知道本专利技术的实施并不限于这些细节。另外，公知的结构和功能没有被详细的描述或者展示，以避免模糊了本专利技术实施例的要点。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术的具体实施方式：实施例一：高膨胀系数的封接微晶玻璃的低熔点加工方法，制备所述的高膨胀系数的封接微晶玻璃玻璃，其特征在于，加工方法具体包括：(1)熔炼工序：将高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于，按重量份(公斤)包括以下原料：SiO2:35、ZnO:12、Bi2O3:5.0、Al2O3:5.5、B2O3:25.0、Na2CO3:2.0、CUO:0.5、TiO2:0.5、P2O5:1.0；将上述原料组分混合加入到玻璃熔炉内，在1150℃的高温下熔炼3小时，再降至1020℃下澄清2小时，制得玻璃液；(2)冷淬工序：将上述表面澄清的玻璃液直接投入水中，冷淬成碎玻璃体，加入球磨机中，球磨成细度为0.07mm的玻璃粉末，烘干；(3)晶化工序：生坯放入高温箱式电阻炉中，在室温下以8℃/min速率升温到340℃；再以5℃/min速率升温到820℃，再以3℃/min速率降温到450℃，保温养晶3.5h；(5)退火工序：将上述晶化后的玻璃以7℃/min速率降温，当温度降至于300℃时，再自然冷却轧制，然后研磨成玻璃粉；(6)向步骤(5)所得玻璃粉中加入粘合剂进行造粒，然后制成玻璃坯。进一步地，所述粘合剂为PVA，其用量按质量计为步骤(5)所得玻璃粉的3％。进一步地，所述封接微晶玻璃用于电子元器件金属外壳封接；实施例二：高膨胀系数的封接微晶玻璃的低熔点加工方法，制备所述的高膨胀系数的封接微晶玻璃玻璃，其特征在于，加工方法具体包括：(1)熔炼工序：将高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于，按重量份(公斤)包括以下原料：SiO2:35、ZnO:12、Bi2O3:5.0、Al2O3:5.5、B2O3:25.0、Na2CO3:2.0、CUO:0.5、TiO2:0.5、P2O5:1.0；将上述原料组分混合加入到玻璃熔炉内，在1150℃的高温下熔炼3小时，再降至1020℃下澄清2小时，制得玻璃液；(2)冷淬工序：将上述表面澄清的玻璃液直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于，按重量份包括以下原料：SiO

【技术特征摘要】
1.一种高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于，按重量份包括以下原料：SiO2:35-45份、ZnO:2.5-12份、Bi2O3:5.0-15.0份、Al2O3:5.5-7.5份、B2O3:7.0-15.0份、Na2CO3:2.0-3.5份、CUO:0.5-5.5份、TiO2:0.5-2.5份、P2O5:1.0-3.0份。


2.根据权利要求1所述的高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于原料中还包括石墨烯。


3.根据权利要求2所述的高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于所述的原料中B2O3与石墨烯质量比为1:0.2-0.9。


4.一种高膨胀系数的封接微晶玻璃的低熔点加工方法，制备权利要求2-3任意一项所述的高膨胀系数的封接微晶玻璃，其特征在于，加工方法具体包括：
(1)熔炼工序：将除了石墨烯以外的原料组分混合加入到玻璃熔炉内，在1150-1220℃的高温下熔炼2-3小时，再降至1020-1100℃下澄清1.6-2小时，制得玻璃液；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵祥，齐圣卫，
申请(专利权)人：淄博市宝泉轻工制品有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37