CN101157518A

CN101157518A - 一种电热管用封接玻璃件及其制备方法

Info

Publication number: CN101157518A
Application number: CNA2007100459991A
Authority: CN
Inventors: 李胜春; 陈培
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2008-04-09

Abstract

本发明涉及一种电热管用封接玻璃件及其制备方法，其摩尔百分比组成的组分为P₂O₅ 35～45％、ZnO 25～50％、B₂O₃ 0～20％、SiO₂ 0～5％、Al₂O₃ 0～5％、Na₂O 0～10％、MgO 0～10％、Li₂O 0～5％、MnO₂ 0～5％，其制备包括：制备混合料；混合料熔化后，倒入水中，烘干，球磨，筛取，加入粘结剂，压制成所需形状。该封接玻璃件不仅能够实现在较低的温度下对电热管进行封接，同时达到膨胀系数易于调整且可调整范围宽、价格低、稳定性好、能显著减少环境污染等优点，按要求可压制成多种形状，适用范围广。

Description

一种电热管用封接玻璃件及其制备方法

技术领域

本发明属封接玻璃及制备领域，特别是涉及一种电热管用封接玻璃件及其制备方法。

背景技术

现有的电热管封接玻璃中含有大量的金属铅，如现有的电子封接玻璃牌号DH-704铅含量为77％，DB-435铅含量为34％。铅的中毒剂量仅为1mg，致死剂量为1g。因此，用无铅封接玻璃取代含铅封接玻璃受到发达国家的重视，在一定程度上已成为发达国家的绿色贸易壁垒，因而对无铅低熔封接玻璃的研究具有一定的现实和经济利益。

决定玻璃低熔性的组分可以是某些重金属离子，含有18个或者更多电子的最外电子层的离子，还有易变形的大离子以及带小电荷的阳离子。所以常是用As₂O₃、Bi₂O₃、V₂O₅、SnO、P₂O₅等氧化物来代替玻璃中的PbO，此外还用一价的阴离子F-来代替二价的阴离子O^2-。现在人类的环保意识越来越强，无铅等无公害封接玻璃及其产品，将会得到越来越多消费者的青睐。根据欧盟各国颁布的电器与电子设备废弃物处理法，2008年将禁止使用含Pb、Cd、Hg等重金属的材料。美国国家电子制造业协会已完成无铅制备电子器件的开发，日本也制订了电子产品无铅化的强制实施日期。各国政府鼓励环保课题的研究和发展，包括废弃物的回收，环保设备免税，增加无重金属环保电子材料开发的资金投入等。

发明内容

本发明的目的是提供一种电热管用封接玻璃件，该玻璃件不仅无铅环保，而且不含有贵金属及其氧化物，具有性价比高的特点。

本发明的电热管用封接玻璃件，其按摩尔百分比组成的组分为P₂O₅ 35～45％、ZnO25～50％、B₂O₃ 0～20％、SiO₂ 0～5％、Al₂O₃ 0～5％、Na₂O 0～10％、MgO 0～10％、Li₂O0～5％、MnO₂ 0～5％，优选P₂O₅ 35～45％、ZnO 30～45％、B₂O₃ 0～15％、SiO₂ 0～5％、Al₂O₃ 0～5％、Na₂O 0～10％、MgO 0～7％、Li₂O 0～3％、MnO₂ 0～3％。

所述的P₂O₅、ZnO的总的摩尔百分比为60～90％。

所述的电热管用封接玻璃件的热膨胀系数为70～100×10^-7/℃，封接温度为430～600℃。

本发明的电热管用封接玻璃件的制备方法，包括下列步骤：

(1)按摩尔百分比的组成称取B₂O₃、Al₂O₃、Na₂O、MnO₂并均匀混合，再加入称量的ZnO并均匀混合，最后称取P₂O₅，制备成混合料；

(2)混合料熔化后，倒入水中，然后烘干，装入球磨机球磨，筛取≤150目的玻璃粉，加入3.5-4％的石蜡作为粘结剂，压制成所需形状。

所述的熔化是1200-1250℃下熔化13-15分钟；

所述的烘干是在120-180℃烘干；

所述的球磨是球磨8-10小时。

本发明的有益效果：

(1)本发明的封接玻璃件，不仅能够实现在较低的温度下对电热管进行封接，同时达到膨胀系数易于调整且可调整范围宽、价格低、稳定性好、能显著减少环境污染等优点；

(2)按要求可压制成多种形状，适用范围广，可满足多种不同材料的封接要求，适宜于电热管及电子元器件的封接、涂层、密封等；

(3)该封接件的玻璃粉还能用于其它一切在此温度和膨胀系数相符的玻璃、陶瓷、金属封接。

附图说明

图1是封接玻璃件(圆环)的俯视图；

图2是封接玻璃件(圆环)主视图；

图3是实施例1中封接玻璃件的烧成温度曲线；

图4是实施例2中封接玻璃件的烧成温度曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如下按摩尔百分比组成的组分：P₂O₅ 35％、ZnO 45％、B₂O₃ 10％、Al₂O₃ 4％、Na₂O 5％、MnO₂ 1％。按摩尔百分比的组成称取各原料并进行充分混合，先称取B₂O₃、Al₂O₃、Na₂O、MnO₂并均匀混合，再加入称量的ZnO并均匀混合，最后称取P₂O₅，称取的时间要尽可能的短，减少P₂O₅吸收水分带来的称量误差，同时有利于均匀混合，制备成混合料，将所述的混合料在1250℃下熔化15分钟，将熔化后的玻璃液倒入水中，然后在120-180℃下烘干，装入球磨机球磨10小时，筛取≤150目的玻璃粉，加入3.5-4％的石蜡作为粘结剂，压制成所需形状，制备成电热管用封接玻璃件的升温过程如图3的升温曲线所示，其封接玻璃件(圆环)的俯视图和主视图参见附图1、2。

热膨胀系数(α)采用WRP-1微机热膨胀仪测量，玻璃样品为φ5×25mm规格的圆柱体试样，由室温升至300℃，升温速率为5℃/min。失重是在90℃的去离子水中恒温10个小时后测定的。测试结果：热膨胀系数为75.4×10^-7/℃，转变温度为437℃，封接温度为580-590℃，失重为0.0009wt％。

实施例2

如下按摩尔百分比组成的组分：P₂O₅ 42％、ZnO 45％、Al₂O₃ 4％、Na₂O 5％、MnO₂ 3％、MnO₂ 1％。按摩尔百分比的组成称取各原料并进行充分混合，先称取B₂O₃、Al₂O₃、Na₂O、MnO₂并均匀混合，再加入称量的ZnO并均匀混合，最后称取P₂O₅，称取的时间要尽可能的短，减少P₂O₅吸收水分带来的称量误差，同时有利于均匀混合，制备成混合料，将所述的混合料在1200℃下熔化13分钟，将熔化后的玻璃液倒入水中，然后在120-180℃下烘干，装入球磨机球磨8小时，筛取≤150目的玻璃粉，加入3.5-4％的石蜡作为粘结剂，压制成所需形状，制备成电热管用封接玻璃件的升温过程如图4的升温曲线所示。性能测试方法同实施例1，其热膨胀系数为91×10^-7/℃，转变温度为341℃，封接温度为485-495℃，失重为0.0058wt％。

Claims

1.一种电热管用封接玻璃件，其特征在于：该封接玻璃件按摩尔百分比组成的组分为P₂O₅35～45％、ZnO 25～50％、B₂O₃ 0～20％、SiO₂ 0～5％、Al₂O₃ 0～5％、Na₂O 0～10％、MgO 0～10％、Li₂O 0～5％、MnO₂ 0～5％。

2.根据权利要求1所述的电热管用封接玻璃件，其特征在于：该封接玻璃件按摩尔百分比组成的组分为P₂O₅ 35～45％、ZnO 30～45％、B₂O₃ 0～15％、SiO₂ 0～5％、Al₂O₃ 0～5％、Na₂O 0～10％、MgO 0～7％、Li₂O 0～3％、MnO₂ 0～3％。

3.根据权利要求1或2所述的电热管用封接玻璃件，其特征在于：所述的P₂O₅、ZnO的总的摩尔百分比为60～90％。

4.根据权利要求1或2所述的电热管用封接玻璃件，其特征在于：所述的电热管用封接玻璃件的热膨胀系数为70～100×10^-7/℃。

5.根据权利要求1或2所述的电热管用封接玻璃件，其特征在于：所述的电热管用封接玻璃件的封接温度为430～600℃。

6.电热管用封接玻璃件的制备方法，包括下列步骤：

7.根据权利要求6所述的电热管用封接玻璃件的制备方法，其特征在于：所述的熔化是1200-1250℃下熔化13-15分钟。

8.根据权利要求6所述的电热管用封接玻璃件的制备方法，其特征在于：所述的烘干是在120-180℃烘干。

9.根据权利要求6所述的电热管用封接玻璃件的制备方法，其特征在于：所述的球磨是球磨8-10小时。