一种含NH制造技术

本发明专利技术提出了一种含NH

【技术实现步骤摘要】
一种含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术涉及磷酸盐玻璃
，具体涉及一种含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]低熔点磷酸盐玻璃由于玻璃转变温度低，在非球面成形、玻璃
‑
金属密封，电子封装，光子转换及有机复合材料等领域有着广泛的应用。
[0003]随着数码相机、数字摄像机和可拍照手机等不断向更好成像质量和更高清晰度发展，非球面透镜的使用越来越广泛。由于低熔点磷酸盐玻璃具有较低的转变温度，非常适于非球面透镜的精密压模技术，大大降低了非球面透镜的加工难度和生产成本。
[0004]低熔点玻璃由于转变温度低，热膨胀系数高等优点，适用于电子元件封接材料。目前普遍使用的低熔点封接玻璃常含有铅、镉等重金属，会对环境和人体造成严重危害，磷酸盐玻璃由于其成本低，生产工艺简单易操作特征温度低，并且具有较宽范围的热膨胀系数((60
‑
250)
×
10
‑7/℃)，常被用于低熔点、高膨胀的合金之间的封接。因而磷酸盐玻璃是取代铅基低熔封接玻璃、实现电子封接玻璃无铅化的最佳候选材料之一。
[0005]磷酸盐玻璃由于抗析晶性能好和高的稀土溶解度，可作为优质的稀土掺杂基质材料。另外它类似于聚合物的网络结构和低熔点特性可与有机物相熔融共混，制备高性能杂化材料，还可作为分散商业荧光粉的主体基质用于白光LED发光材料。
[0006]以往的锡磷氧氯玻璃的制备温度都在500℃及以上，这样得到的玻璃化学稳定性较差，玻璃发黑甚至失透。在已知专利案CN104891816A中，研究了一个新的磷酸盐玻璃体系，由于玻璃化转变温度达到299℃左右，熔融温度在559℃，不适用电子器件的封装。美国专利US20020019303公开了一种封接玻璃，原料中使用了一氧化锡，但由于制备温度超过500℃，二价锡易被氧化，需要在还原气氛下生产和封接，不利于产业化应用。针对这些问题，我们研究分析认为高温熔化不仅会导致氯离子挥发，亚锡离子氧化，玻璃变黑，而且原料中的NH
4+
离子也分解，降低玻璃的化学稳定性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提出一种含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃及其制备方法，为在250℃
‑
480℃下熔融制备无色的低熔点玻璃。相比于其它低熔点玻璃，本专利技术的含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃不含铅、镉等重金属元素，无污染，环保，综合性能好，玻璃化转变温度均低于150℃，热膨胀系数范围大，有较好的化学稳定性，可以满足多种不同材料的封接要求，由于玻璃的软化温度低于200℃，保持光学透明，很适用于用作为非球面成型的光学材料，还有利于用于有机
‑
无机玻璃复合材料。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]本专利技术提供一种含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，由以下物质按照物质的量百分比组成：P2O
5 40
‑
80mol％、SnCl
2 20
‑
60mol％。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，包括以下原料：含磷化合物、含锡化合物。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，原料还包括含NH
4+
盐。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述含磷化合物选自NH4H2PO4、P2O5中的至少一种；所述含锡化合物选自SnCl2、SnO中的至少一种。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述含NH
4+
盐为NH4Cl。
[0014]本专利技术进一步保护一种上述含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1.根据上述含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃的物质的量百分比，计算出相应各P2O5和SnCl2的质量，准确称量各原料，所述P2O5由NH4H2PO4或P2O5引入；所述SnCl2由SnCl2或SnO引入，当加入的为SnO时，还添加过量的NH4Cl；
[0016]S2.将称量好的各原料在研钵中研磨，混合均匀形成混合料；或者
[0017]S3.将所述混合料放入加盖的陶瓷坩埚中，在高温炉中熔化，完全熔化后取出坩埚，将澄清的玻璃液浇注在石墨模具上，得到透明的玻璃；
[0018]S4.将得到的玻璃转移至退火炉中进行退火处理，冷却后取出玻璃。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述高温炉的温度为250
‑
480℃。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述退火处理方法为在退火炉中在接近玻璃转变温度之下保温退火，随炉冷却。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述玻璃化转变温度低于150℃。
[0022]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术制备的含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，在250℃
‑
480℃熔融温度，通过调整磷锡比例制得透明稳定的锡氯磷酸盐玻璃，并确定了能形成稳定玻璃时的磷锡比例。本专利技术还可以通过直接用五氧化二磷和一氧化锡，另外添加过量的氯化铵制备上述的含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃。
[0023]在低温熔融下，本专利技术保证玻璃中基本都是以Sn
2+
的形式存在。对制得的玻璃样品进行X射线光电子能谱测试，确定了样品表面的元素组成，通过Sn的精细谱的分峰处理，进一步确定玻璃中的锡离子主要以二价态的形式存在。
[0024]本专利技术中含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，在250℃
‑
480℃下熔融制备无色的低熔点玻璃。相比于其它低熔点玻璃，本专利技术的含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃不含铅、镉等重金属元素，无污染，环保，综合性能好，且如图1所示，玻璃化转变温度均低于150℃，热膨胀系数范围大，有较好的化学稳定性，因此可以满足多种不同材料的封接要求，例如各种玻璃、陶瓷、金属间及互相间的封接。由于玻璃的软化温度低于200℃，如图2所示，保持光学透明，很适用于用作为非球面成型的光学材料，还有利于用于有机
‑
无机玻璃复合材料。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术实施例5和实施例16制得的含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃的热膨胀测试结果图；
[0027]图2为本专利技术实施例4、9、12、15、17制得的含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃的实物图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，其特征在于，由以下元素按照物质的量百分比组成：Sn 4.76
‑
16.67mol％、P 5.13
‑
14.29mol％、O 12.82
‑
57.14mol％、N 8.33
‑
25.64mol％、Cl 9.52
‑
46.15mol％。2.根据权利要求1所述含NH
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低熔点锡氯磷酸盐玻璃，其特征在于，包括以下原料：含磷化合物、含锡化合物。3.根据权利要求2所述含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，其特征在于，原料还包括含NH
4+
盐。4.根据权利要求2所述含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，其特征在于，所述含磷化合物选自NH4H2PO4、P2O5中的至少一种；所述含锡化合物选自SnCl2、SnO中的至少一种。5.根据权利要求3所述含NH
4+
低熔点锡氯磷酸盐玻璃，其特征在于，所述含NH
4+<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴婷，陈丹平，杜英，陶依婷，王盼挺，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：