碲酸盐系封接玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碲酸盐系封接玻璃及其制备方法。所述碲酸盐系封接玻璃的组成包括主玻璃形成体和其它氧化物，其中，所述主玻璃形成体为TeO

【技术实现步骤摘要】
碲酸盐系封接玻璃及其制备方法
本专利技术涉及封接玻璃
，特别是涉及一种碲酸盐系封接玻璃及其制备方法。
技术介绍
金属之间封接的常用方法有玻璃封接、焊接、有机物(橡胶、胶水等)封接等，其中玻璃封接是最有可能实现膨胀系数匹配、耐温度循环、使用寿命长等优点的方法。铜及铜合金、铝及铝合金和不锈钢等金属都拥有良好的电学性能、力学性能，以及较轻的密度等优点，使它们在电子器件中的应用日渐广泛。但这些金属的热膨胀系数都较大，铜及铜合金和不锈钢约为160～180×10-7/℃，铝合金约为210×10-7/℃，而一般封接玻璃热膨胀为50～130×10-7/℃，难以封接这些金属。同时，铝或铝合金的熔点约为550℃，这就要求封接玻璃的封接温度必须低于550℃。传统的封接玻璃为了达到高热膨胀、低封接温度的要求基本都是使用铅酸盐玻璃，但目前国内外法规对于含铅商品都进行了限制，因此需要制备出一种无铅、低封接温度、高热膨胀的封接玻璃，以适应铝及铝合金、铜及铜合金和不锈钢等金属的封接。另有方法制备铋酸盐系、钒碲酸盐系和磷酸盐系玻璃，其中，铋酸盐系和钒碲酸盐玻璃的热膨胀系数依然较低，难以封接铝及铝合金。磷酸盐系封接玻璃在五氧化二磷含量低时热膨胀系数低，含量高时则化学稳定性较差。总而言之，虽然目前无铅、低封接温度、高热膨胀的封接玻璃的研究成果较多，但是依然难以应用到实际生产中进行铝、铜和不锈钢等金属的封接。如何提高无铅玻璃的热膨胀系数、化学稳定性，以及降低封接温度是亟待解决的问题。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种碲酸盐系封接玻璃。该碲酸盐系封接玻璃为无铅封接玻璃，且具有封接温度低、热膨胀系数高和化学稳定性好的优点，适用于铜及铜合金、铝及铝合金和不锈钢等高热膨胀系数金属的封接。具体技术方案如下：一种碲酸盐系封接玻璃，其组成包括主玻璃形成体和其它氧化物，其中，所述主玻璃形成体为TeO2，占所述组成的摩尔百分比为45～80％；以占所述组成的摩尔百分比计，所述其它氧化物包括：R2O表示碱金属氧化物，R`O表示碱土金属氧化物。在其中一个实施例中，以占所述组成的摩尔百分比计，TeO2为50～60％；及/或，B2O3为5～16％；及/或，Fe2O3为2～15％；及/或，R2O为15～20％；及/或，R`O为5～20％；及/或，ZnO为5～15％；及/或，Bi2O3、Nb2O5、Al2O3与SiO2的和为2～5％。在其中一个实施例中，R2O选自Na2O、K2O和Li2O中的至少一种。在其中一个实施例中，R`O选自BaO和CaO中的至少一种。在其中一个实施例中，所述碲酸盐系封接玻璃的热膨胀系数为130～190×10-7/℃，玻璃转变点为320～410℃，玻璃软化点为340～440℃，玻璃封接温度为400～540℃。本专利技术还提供如上所述的碲酸盐系封接玻璃的制备方法，包括如下步骤：按照所述组成的摩尔百分比称取各原料，混合，所得混合物熔融、冷却、成型。在其中一个实施例中，所述熔融的条件包括：温度为800～1100℃，保温时间为10～60min。在其中一个实施例中，所述成型的步骤包括：对所述冷却所得物进行研磨、造粒、压制和烧结。在其中一个实施例中，所述造粒所得物的粒径为75～250μm。在其中一个实施例中，所述烧结的温度为340～440℃。本专利技术还提供一种金属的封接方法，包括如下步骤：将权利要求1～5任一项所述的碲酸盐系封接玻璃置于待封接的金属之间，加热封接。在其中一个实施例中，所述待封接的金属的热膨胀系数为117～220×10-7/℃。在其中一个实施例中，所述待封接的金属选自铜、铜合金、铝、铝合金和不锈钢中的至少一种。在其中一个实施例中，所述加热封接的条件包括：封接温度为400～540℃，退火温度为300～420℃。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术涉及一种碲酸盐系封接玻璃，其组成不包含铅，即为一种无铅玻璃，其通过以TeO2作为主玻璃形成体，相比较传统的铋酸盐系、钒碲酸盐系，具有更高的热膨胀系数，能够匹配铜及铜合金、铝及铝合金和不锈钢等金属等高热膨胀系数金属，且可实现较低温度条件下的封接，对前述金属的封接效果好，同时，所述碲酸盐系封接玻璃还具有良好的化学稳定性好，且气密性、抗震性能、热稳定性、对金属(特别是铜)的润湿性均良好。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术的碲酸盐系封接玻璃及其制备方法作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。如无特别说明，本文所使用的术语“含量”或“添加量”均是指在所述碲酸盐系封接玻璃中，占所述组成的摩尔百分比含量。“％”是指摩尔百分比。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的术语“碱金属氧化物”是指由横式元素周期表中第1列即ⅠA族的金属元素形成的氧化物，所述金属元素从第2周期开始，包括3号元素锂(Li)、11号元素钠(Na)、19号元素钾(K)、37号元素铷(Rb)、55号元素铯(Cs)、87号元素钫(Fr)。在文中以“R`O”表示。本文所使用的术语“碱土金属氧化物”是指由横式元素周期表中第2列即ⅡA族的金属元素形成的氧化物，所述金属元素从第2周期开始，包括4号元素铍(Be)、12号元素镁(Mg)、20号元素钙(Ca)、38号元素锶(Sr)、56号元素钡(Ba)、88号元素钫(Ra)。在文中以“R2O”表示。本专利技术的实施例提供一种碲酸盐系封接玻璃，其组成包括主玻璃形成体和其它氧化物，其中，所述主玻璃形成体为TeO2，占所述组成的摩尔百分比为45～80％；以占所述组成的摩尔百分比计，所述其它氧化物包括：R2O表示碱金属氧化物，R`O表示碱土金属氧化物。专利技术人通过研究发现，在上述碲酸盐系封接玻璃中，TeO2作为主要玻璃网络形成体，与其余氧化物具有很好的玻璃形成能力，同时，可以很好地降低玻璃体系的特征温度并达到较高的热膨胀系数，进而达到低温封接铝铜等高热膨胀金属的目的。比同为低温封接玻璃的磷酸盐系玻璃化学稳定性更优，比铅酸盐系玻璃更有利于环保。在其中一个具体的实施例中，TeO2含量可为45～80％，当含量过低时，玻璃特征温度较高；而含量过高时，由于R2O和R`O等降低玻璃特征温度的组分含量降低，玻璃特征温度同样将过高。且不论其含量过高还是过低都将使玻璃组成偏离其玻璃形成范围，增大结晶倾向，因此对其含量范围进行合理控制是十分必要的。进一步地，TeO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碲酸盐系封接玻璃，其特征在于，其组成包括主玻璃形成体和其它氧化物，其中，/n所述主玻璃形成体为TeO

【技术特征摘要】
1.一种碲酸盐系封接玻璃，其特征在于，其组成包括主玻璃形成体和其它氧化物，其中，
所述主玻璃形成体为TeO2，占所述组成的摩尔百分比为45～80％；
以占所述组成的摩尔百分比计，所述其它氧化物包括：



R2O表示碱金属氧化物，R`O表示碱土金属氧化物。


2.根据权利要求1所述的碲酸盐系封接玻璃，其特征在于，以占所述组成的摩尔百分比计，TeO2为50～60％；及/或，
B2O3为5～16％；及/或，
Fe2O3为2～15％；及/或，
R2O为15～20％；及/或，
R`O为5～20％；及/或，
ZnO为5～15％；及/或，
Bi2O3、Nb2O5、Al2O3与SiO2的和为2～5％。


3.根据权利要求1所述的碲酸盐系封接玻璃，其特征在于，R2O选自Na2O、K2O和Li2O中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的碲酸盐系封接玻璃，其特征在于，R`O选自BaO和CaO中的至少一种。


5.根据权利要求1～4任一项所述的碲酸盐系封接玻璃，其特征在于，所述碲酸盐系封接玻璃的热膨胀系数为130～190×10-7/℃，玻璃转变点为320～410℃，玻璃软化点为340～440℃，玻璃封接温度为400～540℃。


6.权利要求1～5任一项所述的碲酸盐系封接玻璃的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜翠兰，刘鸿琳，林燕喃，
申请(专利权)人：河北曜阳新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13