无铅低熔点玻璃的制备【改】
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表面法：取制备好10mm×10mm的块状磷酸盐玻璃和商用含铅玻璃一块 ，用蒸馏水清洗直至无浑浊液出现，然后用无水乙醇清洗两次，放入恒温箱 100℃左右烘干。用分析天平称量烘干后的玻璃质量，放入塑料烧杯中，注 入200ml蒸馏水，室温条件下放置24~216h。之后将侵蚀玻璃烘干，称量。 计算单位面积失重：△G=（G0-G）/S
无铅低熔点玻璃的制备
无机非1201 游正泷、李常青、李丹阳、钟骞
1 研究背景
6 具体方案
2 国内外研究现状 7 原料及仪器
3 研究内容 4 技术路线
8 性能测试 9 参考文献
5 制备流程 10 成员分工
BREAD PPT DESIGN
随着科技的不断进步和环保意识的增强，铅对人类的毒害和对环境的污 染，愈来愈引起各方面的重视。铅进入人体内一次量过多，会引起急性 中毒，再严重时会抽搐、昏迷甚至可致死。如果在累积作用下则会产生 慢性中毒，出现各种病症症状。
磷酸盐玻璃有化学稳定性差、热膨胀系数偏大等缺点，为了改善磷酸 盐玻璃的性能，常向配料组分中加入其它一种或多种氧化物，如SnO、 ZnO、ZrO2 、Al2O3 、RO、R'O等来改善化学稳定性、线膨胀系数、 流 动性、封接机械强度等性能。
大多数磷酸盐玻璃性能可与传统的含铅玻璃性能相媲美，而且可以明 显减少环境污染。并且磷酸盐玻璃原料广泛，成本低廉，易于成玻， 通常从正磷酸盐到偏磷酸盐，都是磷酸盐玻璃的成玻区；热膨胀系数 可凋范围大。
由于SZP系统玻璃的热膨胀系数较大,从而导致热稳定性较差。为了提高 其热稳定性,降低其热膨胀系数,在配合料中加入少量添加物。
8/4/2020
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设计如下表添加物和玻璃粉的组成，分析添加物对玻璃粉热膨胀系 数的影响。发现在没有任何添加物的玻璃粉Tg点和热膨胀系数都比 较高，但添加β-锂霞石、ZrO2、Al2O3、石英等添加物后，其Tg 和热膨胀系数都有所降低，可见适当添加物可有效改善玻璃性能， 提高化学稳定性稳定性。
为了实现含铅玻璃无铅化，国内外的材料科学工作者加快了研究进 度和力度。
据所查资料，美国已经完成无铅制备电子器件的开发；日本各主要 电子产品公司已给出了应用无铅材料的时间表，其显像管已实现无 铅玻璃封接。目前，国内一些相关研究机构对无铅低熔玻璃都开展 了相关工作，并取得了一定的进展
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2.热膨胀系数测定
将玻璃做成100mm左右条状试样，在PZY-Ⅱ型热膨胀仪上测定玻璃的热 膨胀系数。由室温升至300℃，升温速率3~5℃/，记录千分表读数，按 下式计算玻璃的热膨胀系数，式中的差值部分表示表示修正：
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1.马占锋,李启甲,赵彦钊,刘新年.SnO-ZnO-P2O5玻璃部分热性质的 研究.陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西 咸阳 712081 2.沈健,李启甲,殷海荣,于宝刚. SnO-ZnO-P2O5三元系统封接玻璃的 研究 3.高金飞,何 岗,何明中,赵德森.无铅低温封接玻璃研究的进展及其应 用前景.中国地质大学材料科学与化学工程学院,武汉 430074 4.孙丽燕,陆春华,倪亚茹,许仲梓.无铅低熔玻璃的研究及其进展.南京工业
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配料 均匀混合
冷却
预（热）处理 退火
熔制 成型
8/4/2020
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本组采用P2O5—ZnO—SnO系统
玻璃组成范围： P2O5 40％、ZnO 10％、SnO 50％、少量β-锂霞石 （体积比经计算用量，见后表）、As2O3（澄清剂）
制备方法： 1.将配合料均匀混合后进行预处理：配合料装入石英坩埚中，在马弗炉 中以1~2℃/min的升温速率升至200 ℃一下，保温1~2小时。 2.热处理后的块状固体粉料经粉碎后放入石英坩埚中，再置于高温电炉 中熔制，熔制温度范围大约在800~1280℃，保温1~3小时。 3.熔制完毕后，将玻璃也倒入模具中成型。 4.将试样在275~300℃下退火。
8/4/2020
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原料：化学纯99% 磷酸氢铵 氧化锌 氧化亚锡 Β-锂霞石（若没有可用石英砂代替） 氧化砷 碳粉 无水乙醇
仪器： 马弗炉 坩埚 高温电炉 电子天平 模具 PZY-Ⅱ型热膨胀仪 恒温箱
8/4/2020
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1.化学稳定性测定
传统无机封接玻璃多为含铅玻璃，玻璃 中Pb易与0形成四方锥体型 [PbO4]架状结构，易成玻，且成玻区大。又由于Pb2+外层电子壳为 18+2结构，极化性强，这使玻璃熔化温度大大降低 。另外含铅玻璃 具有折射率和电阻率高、粘度减小、软化点低、玻璃料性长等优点。
因此无铅化即找到能够代替铅的物质，同时又能不影响玻璃原有性能 或改善其性能，本实验还要求玻璃熔点低。
而后由欧盟RolS绿色指令的颁布与人类环保意识的增强，低熔点玻璃无 铅化已越来越受到人们的重视。
无铅化、绿色化是未来全球电子制造业发展的主要趋势。目前，我国广 泛使用的低熔玻璃都含有大量PbO、T1zO、CdO等环境要求所禁用的氧化 物，如CRT显示器、彩电、PDP等电子电器类产品的封接材料多采用含铅 玻璃。开发无铅低熔玻璃技术或标准对我国家电、精密零部件、电子产 品等产业具有十分重要的战略意义。
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无铅化、绿色化是未来全球电子制造业发展的主要趋势。
目前，我国广泛使用的低熔玻璃都含有大量 PbO、Tl2O、CdO等 环境要求所禁用的氧化物，如 CRT显示器、彩电、PDP等电子 电器 类产品的封接材料多采用含铅玻璃。开发无铅低熔玻璃技术或标准 对我国家电、精密零部件、电子产品等产业具有十分重 要的战略意 义。
在使用过程中，通常人们对低熔玻璃关注的主要有软化温度、热膨胀系数、 化学稳定性以及电绝缘性等一些性能。通常玻璃的软化温度越高，其热膨胀 系数越小，化学稳定性越好。这也是本实验对玻璃性能的要求。
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本组在本次实验中采用的是磷酸盐系统。
无铅磷酸盐玻璃以P2O5为玻璃主骨架， 并与其它氧化物经高温熔融 后骤冷形 成的玻璃。P2O5是良好的网络形成体，可以单独成玻，也 可以和其他网络形成体、网络中间体、调整体形成玻璃。
无铅低熔点玻璃的制备
无机非1201 游正泷、李常青、李丹阳、钟骞
1 研究背景
6 具体方案
2 国内外研究现状 7 原料及仪器
3 研究内容 4 技术路线
8 性能测试 9 参考文献
5 制备流程 10 成员分工
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随着科技的不断进步和环保意识的增强，铅对人类的毒害和对环境的污 染，愈来愈引起各方面的重视。铅进入人体内一次量过多，会引起急性 中毒，再严重时会抽搐、昏迷甚至可致死。如果在累积作用下则会产生 慢性中毒，出现各种病症症状。
磷酸盐玻璃有化学稳定性差、热膨胀系数偏大等缺点，为了改善磷酸 盐玻璃的性能，常向配料组分中加入其它一种或多种氧化物，如SnO、 ZnO、ZrO2 、Al2O3 、RO、R'O等来改善化学稳定性、线膨胀系数、 流 动性、封接机械强度等性能。
大多数磷酸盐玻璃性能可与传统的含铅玻璃性能相媲美，而且可以明 显减少环境污染。并且磷酸盐玻璃原料广泛，成本低廉，易于成玻， 通常从正磷酸盐到偏磷酸盐，都是磷酸盐玻璃的成玻区；热膨胀系数 可凋范围大。
由于SZP系统玻璃的热膨胀系数较大,从而导致热稳定性较差。为了提高 其热稳定性,降低其热膨胀系数,在配合料中加入少量添加物。
8/4/2020
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设计如下表添加物和玻璃粉的组成，分析添加物对玻璃粉热膨胀系 数的影响。发现在没有任何添加物的玻璃粉Tg点和热膨胀系数都比 较高，但添加β-锂霞石、ZrO2、Al2O3、石英等添加物后，其Tg 和热膨胀系数都有所降低，可见适当添加物可有效改善玻璃性能， 提高化学稳定性稳定性。
为了实现含铅玻璃无铅化，国内外的材料科学工作者加快了研究进 度和力度。
据所查资料，美国已经完成无铅制备电子器件的开发；日本各主要 电子产品公司已给出了应用无铅材料的时间表，其显像管已实现无 铅玻璃封接。目前，国内一些相关研究机构对无铅低熔玻璃都开展 了相关工作，并取得了一定的进展
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2.热膨胀系数测定
将玻璃做成100mm左右条状试样，在PZY-Ⅱ型热膨胀仪上测定玻璃的热 膨胀系数。由室温升至300℃，升温速率3~5℃/，记录千分表读数，按 下式计算玻璃的热膨胀系数，式中的差值部分表示表示修正：
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1.马占锋,李启甲,赵彦钊,刘新年.SnO-ZnO-P2O5玻璃部分热性质的 研究.陕西科技大学材料科学与工程学院,陕西 咸阳 712081 2.沈健,李启甲,殷海荣,于宝刚. SnO-ZnO-P2O5三元系统封接玻璃的 研究 3.高金飞,何 岗,何明中,赵德森.无铅低温封接玻璃研究的进展及其应 用前景.中国地质大学材料科学与化学工程学院,武汉 430074 4.孙丽燕,陆春华,倪亚茹,许仲梓.无铅低熔玻璃的研究及其进展.南京工业
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配料 均匀混合
冷却
预（热）处理 退火
熔制 成型
8/4/2020
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本组采用P2O5—ZnO—SnO系统
玻璃组成范围： P2O5 40％、ZnO 10％、SnO 50％、少量β-锂霞石 （体积比经计算用量，见后表）、As2O3（澄清剂）
制备方法： 1.将配合料均匀混合后进行预处理：配合料装入石英坩埚中，在马弗炉 中以1~2℃/min的升温速率升至200 ℃一下，保温1~2小时。 2.热处理后的块状固体粉料经粉碎后放入石英坩埚中，再置于高温电炉 中熔制，熔制温度范围大约在800~1280℃，保温1~3小时。 3.熔制完毕后，将玻璃也倒入模具中成型。 4.将试样在275~300℃下退火。
8/4/2020
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原料：化学纯99% 磷酸氢铵 氧化锌 氧化亚锡 Β-锂霞石（若没有可用石英砂代替） 氧化砷 碳粉 无水乙醇
仪器： 马弗炉 坩埚 高温电炉 电子天平 模具 PZY-Ⅱ型热膨胀仪 恒温箱
8/4/2020
BREAD PPT DESIGN
1.化学稳定性测定
传统无机封接玻璃多为含铅玻璃，玻璃 中Pb易与0形成四方锥体型 [PbO4]架状结构，易成玻，且成玻区大。又由于Pb2+外层电子壳为 18+2结构，极化性强，这使玻璃熔化温度大大降低 。另外含铅玻璃 具有折射率和电阻率高、粘度减小、软化点低、玻璃料性长等优点。
因此无铅化即找到能够代替铅的物质，同时又能不影响玻璃原有性能 或改善其性能，本实验还要求玻璃熔点低。
而后由欧盟RolS绿色指令的颁布与人类环保意识的增强，低熔点玻璃无 铅化已越来越受到人们的重视。
无铅化、绿色化是未来全球电子制造业发展的主要趋势。目前，我国广 泛使用的低熔玻璃都含有大量PbO、T1zO、CdO等环境要求所禁用的氧化 物，如CRT显示器、彩电、PDP等电子电器类产品的封接材料多采用含铅 玻璃。开发无铅低熔玻璃技术或标准对我国家电、精密零部件、电子产 品等产业具有十分重要的战略意义。
BREAD PPT DESIGN
无铅化、绿色化是未来全球电子制造业发展的主要趋势。
目前，我国广泛使用的低熔玻璃都含有大量 PbO、Tl2O、CdO等 环境要求所禁用的氧化物，如 CRT显示器、彩电、PDP等电子 电器 类产品的封接材料多采用含铅玻璃。开发无铅低熔玻璃技术或标准 对我国家电、精密零部件、电子产品等产业具有十分重 要的战略意 义。
在使用过程中，通常人们对低熔玻璃关注的主要有软化温度、热膨胀系数、 化学稳定性以及电绝缘性等一些性能。通常玻璃的软化温度越高，其热膨胀 系数越小，化学稳定性越好。这也是本实验对玻璃性能的要求。
BREAD PPT DESIGN
本组在本次实验中采用的是磷酸盐系统。
无铅磷酸盐玻璃以P2O5为玻璃主骨架， 并与其它氧化物经高温熔融 后骤冷形 成的玻璃。P2O5是良好的网络形成体，可以单独成玻，也 可以和其他网络形成体、网络中间体、调整体形成玻璃。