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低膨胀β-锂霞石基复合材料的研究现状与进展 认领
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作者 薛耀辉 蒋军彪 +4 位作者 张辉 文昌秀 苏宗锋 崔晓霞 郭海涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期68-77,共10页
热膨胀系数是材料的重要参数之一,自然界中,绝大多数物质都具有较高的热膨胀系数,热胀冷缩的情况较为严重,因此,这类物质通常具有较差的抗热冲击性,不能在温度变化巨大的环境下使用。如不均匀的温度分布和大的温度变化会引起航空航天器... 热膨胀系数是材料的重要参数之一,自然界中,绝大多数物质都具有较高的热膨胀系数,热胀冷缩的情况较为严重,因此,这类物质通常具有较差的抗热冲击性,不能在温度变化巨大的环境下使用。如不均匀的温度分布和大的温度变化会引起航空航天器件结构破坏和电子设备的几何热变形,从而造成信号失真。然而自然界中,也存在少数具有负热膨胀系数的物质。这类材料的体积会随着温度的升高而减小。利用热膨胀系数的加和性,可将具有低热膨胀系数或负热膨胀系数的材料与高热膨胀系数的材料复合,得到热膨胀系数可调的复合材料,可显著提高其抗热震性。负热膨胀材料分为各向同性负热膨胀材料和各向异性负热膨胀材料。各向同性负热膨胀材料主要是ZrV 2-x P x O 7和ZrW 2O 8系列,各向异性负热膨胀材料主要包括β-锂霞石、钙钛矿系列、A 2M 3O 12系列、M(CN)2(M=Zn,Cd)系列、氧化物、沸石系列和金属有机框架结构材料(MOFs)等。其中,β-锂霞石因其具有较大的负热膨胀系数(α=-6.1×10-6 K-1)、较低的密度(2.67 g/cm 3)、良好的抗热震性、介电性能及红外辐射,常被用作调节复合材料热膨胀系数的材料。β-锂霞石可与其他材料复合,制备出具有负热膨胀或接近“零膨胀”的复合材料,极大地提高材料的抗热震性和尺寸稳定性,进而提高材料的使用寿命。因此,β-锂霞石常被用来制备一些低膨胀陶瓷、微晶玻璃、金属基等复合材料,用于电气设备、电子元件、导弹天线罩涂层材料、激光陀螺仪和天文望远镜等领域。同时,由于β-锂霞石的各向异性热膨胀特性,复合材料中存在较多的残余应力从而使其机械强度下降。为了解决这个问题,可在复合材料中继续引入机械强度较高的纤维或晶须来提高其机械强度,形成三相复合的低膨胀、高机械强度的复合材料。这将进一步拓展此� 展开更多
关键词 β-霞石 负热膨胀 复合材料
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β-锂霞石/莫来石纤维/玻璃低膨胀复合材料制备 认领
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作者 薛耀辉 张辉 +7 位作者 李毅 周亚西 李晓 文昌秀 许彦涛 郑瑞林 郭海涛 崔晓霞 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期12190-12195,共6页
为了研制新型轻质、低膨胀系数的复合材料,以玻璃为基质材料,根据复合材料混合法则,将β-锂霞石、多晶莫来石纤维和玻璃粉按一定比例球磨混合后,经冷等静压压制后,采用高温真空烧结的方法,制备了含锂霞石和莫来石纤维的玻璃基复合材料... 为了研制新型轻质、低膨胀系数的复合材料,以玻璃为基质材料,根据复合材料混合法则,将β-锂霞石、多晶莫来石纤维和玻璃粉按一定比例球磨混合后,经冷等静压压制后,采用高温真空烧结的方法,制备了含锂霞石和莫来石纤维的玻璃基复合材料。通过对其表观形貌、显微结构、维氏硬度、膨胀系数进行测试,重点研究了纤维含量、纤维长径比、烧结温度对复合材料性能致密度、机械性能、膨胀系数的影响。结果表明,当纤维含量为18%(质量分数)时,材料的维氏硬度最高;当纤维含量为10%(质量分数),长径比为31,800 ℃真空烧结5 h后,复合材料在在150~400 ℃范围内的平均线膨胀系数为1.67×10^-6/K(<2×10^-6/K),是一种潜在的轻质、低膨胀复合材料。 展开更多
关键词 β-霞石 复合材料 玻璃 低膨胀系数 轻质
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β-锂霞石对Bi2O3-B2O3-ZnO系封接焊料封接粘结拉伸强度影响的研究 认领
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作者 孙诗兵 李金威 +5 位作者 吕锋 刘敏 田英良 李要辉 王晋珍 左岩 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第9期2960-2966,共7页
低温封接真空玻璃以降低退钢化效应是当前研究的难点问题,采用环保型封接焊料替代含铅焊料是热点问题,铋锌硼玻璃是最有希望替代含铅焊料的低熔点玻璃系统。将不同掺量(wt%)的β-锂霞石掺入到Bi2O3-B 2O 3-ZnO系封接玻璃中,制备封接焊料... 低温封接真空玻璃以降低退钢化效应是当前研究的难点问题,采用环保型封接焊料替代含铅焊料是热点问题,铋锌硼玻璃是最有希望替代含铅焊料的低熔点玻璃系统。将不同掺量(wt%)的β-锂霞石掺入到Bi2O3-B 2O 3-ZnO系封接玻璃中,制备封接焊料,通过十字交叉法测试在不同烧结温度下封接的封接粘结拉伸强度,研究β-锂霞石掺量、烧结温度对封接粘结拉伸强度、粘结层厚度的影响。结果表明:在410~430℃,β-锂霞石掺量为9%~12%时能明显提高封接粘结拉伸强度,其中410℃烧结时,掺量为9%的强度提高28%,达到1.19 MPa。β-锂霞石掺量6%~12%时,在410~450℃烧结温度范围,封接粘结拉伸强度随烧结温度变化小,有利于封接工艺的控制。随β-锂霞石掺量增加,封接界面处由明显的压应力转变为明显的拉应力,相应的封接粘结拉伸强度由低转变为高,再转变为低。在各烧结温度下粘结层厚度随β-锂霞石掺量的增加而增大,但未发现其与强度存在直接关联关系。 展开更多
关键词 封接粘结拉伸强度 β-霞石 真空玻璃 封接焊料
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CaO-B2O3玻璃助烧的零膨胀系数β-锂霞石陶瓷的制备及性能研究 认领 被引量:1
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作者 姚晓刚 任海深 +3 位作者 姜少虎 张奕 顾忠元 林慧兴 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期385-389,共5页
采用固相反应法制备CaO-B2O3玻璃(简称“CB”玻璃)助烧的零膨胀系数β-锂霞石陶瓷。通过差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)手段分别对CB玻璃的热学特性和助烧后的β-锂霞石陶瓷样品的物相与显微形貌进行... 采用固相反应法制备CaO-B2O3玻璃(简称“CB”玻璃)助烧的零膨胀系数β-锂霞石陶瓷。通过差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)手段分别对CB玻璃的热学特性和助烧后的β-锂霞石陶瓷样品的物相与显微形貌进行表征。结果表明,CB玻璃具有良好的助烧效果,可以显著降低β-锂霞石陶瓷的烧结温度(从1300℃降至1150℃),并大幅提高陶瓷的相对密度(从93.3%提高到97.4%)。加入CB玻璃助烧剂,β-锂霞石陶瓷致密性显著提高,内部无微裂纹存在。加入4wt%和6wt%CB玻璃的β-锂霞石陶瓷在室温~200℃范围内具有零膨胀系数,分别为0.02×10–6/K和0.4×10–6/K。然而,加入8wt%CB玻璃的β-锂霞石陶瓷样品中产生了具有高正膨胀系数的新物相LiAlO2,使样品的热膨胀系数提高至3.46×10–6/K。 展开更多
关键词 β-霞石 CaO-B2O3玻璃 微裂纹 热膨胀系数
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烧结法制备负膨胀β-锂霞石微晶玻璃 认领 被引量:4
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作者 童磊 江伟辉 +4 位作者 梁健 刘健敏 包镇红 冯果 吴倩 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期6-11,共6页
采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能... 采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能的影响。随着Al_2O_3/Li_2O不断增大,样品的主晶相始终为β-锂霞石,样品的吸水率逐渐减小,热膨胀系数与抗折强度则不断增大。随着Bi_2O_3添加量的增加,微晶玻璃中次晶相Bi_2SiO_5的析出量也随之增加。由于Bi_2SiO_5晶相的热膨胀系数远大于β-锂霞石晶相,故微晶玻璃的热膨胀系数逐渐增大。 展开更多
关键词 微晶玻璃 负膨胀 β-霞石 烧结法
利用硼泥制备低膨胀系数镁橄榄石瓷 认领 被引量:2
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作者 黄元茂 商静 +3 位作者 张艳鹏 尹三强 宋志梅 蒋引珊 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期64-68,共5页
以硼泥为主要原料,经干压成型后于1100~1260℃烧结保温3 h,得到镁橄榄石瓷。为改善镁橄榄石陶瓷的热膨胀性,实验探究了外加5~20%的β-锂霞石,对镁橄榄石瓷热膨胀系数的影响。通过对样品的X射线衍射分析和热膨胀测试,结果表明,添加一定... 以硼泥为主要原料,经干压成型后于1100~1260℃烧结保温3 h,得到镁橄榄石瓷。为改善镁橄榄石陶瓷的热膨胀性,实验探究了外加5~20%的β-锂霞石,对镁橄榄石瓷热膨胀系数的影响。通过对样品的X射线衍射分析和热膨胀测试,结果表明,添加一定比例的β-锂霞石能有效降低镁橄榄石瓷的热膨胀系数,当β-锂霞石含量达到20%时,在室温至800℃时测得镁橄榄石瓷的热膨胀系数随温度的升高而升高,最大热膨胀系数为8.071×10-6℃-1,相对于单纯的镁橄榄石瓷降低了26.2%。 展开更多
关键词 硼泥 镁橄榄石 热膨胀系数 β-霞石
β-锂霞石低膨胀陶瓷粉体的固相合成 认领 被引量:1
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作者 卢希龙 赵秀娟 +3 位作者 曹春娥 洪琛 沈华荣 梁翠玲 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3370-3374,共5页
以超细氧化铝、水磨石英和碳酸锂为原料,采用固相法合成了锂铝硅(LAS)系β-锂霞石(LiAlSiO4)低膨胀陶瓷粉体。用TG-DTA研究了β-锂霞石陶瓷粉体的固相合成工艺,找出合适的工艺参数。用XRD、SEM等对样品进行了表征,研究以β-锂霞石... 以超细氧化铝、水磨石英和碳酸锂为原料,采用固相法合成了锂铝硅(LAS)系β-锂霞石(LiAlSiO4)低膨胀陶瓷粉体。用TG-DTA研究了β-锂霞石陶瓷粉体的固相合成工艺,找出合适的工艺参数。用XRD、SEM等对样品进行了表征,研究以β-锂霞石为目标晶相的锂铝硅(LAS)三元系统配合料晶相组成随温度的演化过程。结果表明:石英在658℃左右先于氧化铝参与反应形成了偏硅酸锂;石英和氧化铝的引入,使得Li2CO3由纯物质达到熔点后熔融-逐步分解模式转变为LAS三元系统中迅速、完全地直接分解模式。当温度为1200℃、保温时间120min时,能完全生成β-锂霞石(LiAlSiO4)陶瓷粉体,其晶相组成随温度的演化次序为:Li2SiO3→LixAlxSi1-xO2→α-锂辉石→β-锂辉石→β-锂霞石。 展开更多
关键词 β-霞石 固相合成 低膨胀 陶瓷粉体
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β-锂霞石的合成研究进展 认领 被引量:1
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作者 张巍 《合成化学》 CAS CSCD 2015年第10期985-992,共8页
综述了β-锂霞石的合成方法,主要包括高温固相反应法、低温燃烧法、溶胶-凝胶法、高分子网络凝胶法和玻璃结晶法。并对各方法的优缺点进行了简要评述。参考文献53篇。
关键词 β-霞石 矿物 合成 综述
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β-锂霞石/Al复合材料中β-锂霞石亚稳相和热膨胀行为(英文) 认领
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作者 王黎东 崔烨 +2 位作者 杨丛涛 王康鹏 费维栋 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 2011年第S2期280-284,共5页
采用放电等离子体烧结工艺制备体积分数分别为15%、35%、55%和75%的β-锂霞石/Al复合材料(Euc/Al)。为防止Euc颗粒和Al基体之间的界面反应,将Euc颗粒表面进行ZnO涂覆处理。采用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和热膨胀仪对Euc/Al复合... 采用放电等离子体烧结工艺制备体积分数分别为15%、35%、55%和75%的β-锂霞石/Al复合材料(Euc/Al)。为防止Euc颗粒和Al基体之间的界面反应,将Euc颗粒表面进行ZnO涂覆处理。采用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射和热膨胀仪对Euc/Al复合材料的微观组织、相成分和热膨胀性能进行测试和分析。在复合材料中,由于大的各向异性残余应力的作用,形成Euc颗粒的亚稳相。对复合材料进行去应力退火处理后,复合材料中的Euc亚稳相发生逆转变,其对复合材料的热膨胀行为产生显著影响。 展开更多
关键词 AL基复合材料 β-霞石 亚稳相 热膨胀 残余应力
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溶胶-凝胶法制备β-锂霞石纳米粉体 认领 被引量:2
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作者 谷开慧 李岩 +4 位作者 房文汇 郭明 房丹 张希艳 赵文兴 《长春理工大学学报:自然科学版》 2011年第4期 97-99,105,共4页
采用溶胶-凝胶法合成了β-锂霞石超细粉体,利用差热-热重分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜等对溶胶-凝胶的形成以及样品的物相和形貌进行分析。研究了柠檬酸与金属离子比、溶液的pH值、成胶温度,粉体灼烧温度和时间等对样品物相和... 采用溶胶-凝胶法合成了β-锂霞石超细粉体,利用差热-热重分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜等对溶胶-凝胶的形成以及样品的物相和形貌进行分析。研究了柠檬酸与金属离子比、溶液的pH值、成胶温度,粉体灼烧温度和时间等对样品物相和形貌的影响。结果表明,当柠檬酸与金属离子比为2:1、pH=3、温度控制在65℃时,得到稳定的溶胶,蒸发干燥后的凝胶在900℃~1300℃温度范围进行煅烧,获得了物相纯度较高的β-锂霞石粉体,粒径约20nm~50nm。 展开更多
关键词 光学材料 β-霞石 超细粉体 溶胶-凝胶法
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一种新的β-锂霞石增强铜基复合材料热性能 认领 被引量:1
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作者 薛宗伟 王黎东 +1 位作者 杨丛涛 费维栋 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期225-228,共4页
采用热压烧结工艺成功制备了一种新的β-锂霞石增强铜基复合材料.利用扫描电镜和透射电镜对复合材料的微观组织进行了分析,并对不同体积分数复合材料的致密性,热膨胀性能和热传导性能进行了测试.结果表明:β-锂霞石颗粒在铜基体中分布... 采用热压烧结工艺成功制备了一种新的β-锂霞石增强铜基复合材料.利用扫描电镜和透射电镜对复合材料的微观组织进行了分析,并对不同体积分数复合材料的致密性,热膨胀性能和热传导性能进行了测试.结果表明:β-锂霞石颗粒在铜基体中分布均匀,界面清晰,不发生界面反应;体积分数对复合材料致密性、热膨胀系数和热导率有明显影响,当β-锂霞石颗粒体积分数超过40%时,复合材料的致密性有明显下降,热膨胀系数在(9~15.4)×10-6/K,同时热导率在50~170W/m·K. 展开更多
关键词 β-霞石 铜基复合材料 热压烧结 热膨胀系数
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硅溶胶高分子网络凝胶法合成β-锂霞石粉 认领 被引量:1
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作者 殷海荣 王明华 李阳 《陶瓷》 CAS 2007年第4期 27-28,41,共3页
利用硅溶胶作为合成原料,通过高分子网络凝胶法制备了β-锂霞石粉。采用XRD、TG—DSC、SEM等手段对其相变过程进行了研究。高分子网络凝胶经过500℃脱碳后,在高温条件下发生了如下变化:在700℃以下煅烧形成无定性相,800℃出现为主... 利用硅溶胶作为合成原料,通过高分子网络凝胶法制备了β-锂霞石粉。采用XRD、TG—DSC、SEM等手段对其相变过程进行了研究。高分子网络凝胶经过500℃脱碳后,在高温条件下发生了如下变化:在700℃以下煅烧形成无定性相,800℃出现为主晶相β-锂霞石及次晶相偏铝酸锂相,随温度的升高,晶粒发育更完整,而晶相组成没有改变。 展开更多
关键词 β-霞石 高分子网络凝胶法 合成温度
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β-锂霞石负膨胀微晶玻璃膨胀性能研究 认领 被引量:6
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作者 王伟忠 万玉春 《辽宁建材》 2006年第1期 28-29,共2页
文中论述了β-锂霞石的结构、负膨胀原理、制备工艺以及今后需要进一步完善的技术问题。
关键词 β-霞石 负膨胀 微晶玻璃
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β-锂霞石负膨胀微晶玻璃的制备技术及结构特征 认领 被引量:17
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作者 康利军 刘彤 +4 位作者 苏志梅 李同海 孔玉娥 王丽莉 赵京 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期 825-827,共3页
研究了β-锂霞石微晶玻璃的制备技术、结构特征及其负膨胀特征.首先采用玻璃结晶法制备β-锂霞石负膨胀微晶玻璃材料,然后通过XRD、SEM等测试手段,表征了β-锂霞石微晶玻璃材料的结构特征.并讨论β-锂霞石负膨胀微晶玻璃的膨胀系数及其... 研究了β-锂霞石微晶玻璃的制备技术、结构特征及其负膨胀特征.首先采用玻璃结晶法制备β-锂霞石负膨胀微晶玻璃材料,然后通过XRD、SEM等测试手段,表征了β-锂霞石微晶玻璃材料的结构特征.并讨论β-锂霞石负膨胀微晶玻璃的膨胀系数及其与晶相组成和晶化温度及时间的依从关系,使其负膨胀系数在一定范围内连续可调.研究并制备出热膨胀系数可达到为-1.037×10-5/℃的β-锂霞石微晶玻璃. 展开更多
关键词 β-霞石 微晶玻璃 负膨胀系数
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β-锂霞石复合材料的分类与合成方法 认领
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作者 孙镇镇 《中国粉体工业》 2020年第2期12-16,共5页
锂霞石是一种硅酸铝锂矿物,多呈圆滑的团块状或星点状嵌布于锂辉石晶体内或晶间空隙及裂缝中。大约在972℃时,天然的α-锂霞石转变为β-锂霞石。β-锂霞石因其结构特点在较宽的温度范围具有负的膨胀系数。而热膨胀系数具有加和性,因此,... 锂霞石是一种硅酸铝锂矿物,多呈圆滑的团块状或星点状嵌布于锂辉石晶体内或晶间空隙及裂缝中。大约在972℃时,天然的α-锂霞石转变为β-锂霞石。β-锂霞石因其结构特点在较宽的温度范围具有负的膨胀系数。而热膨胀系数具有加和性,因此,利用β-锂霞石材料的负膨胀性与其他材料复合,研制具有低膨胀或“零膨胀”的复合材料受到高度重视,并进行了大量研究。本文重点介绍了β-锂霞石复合材料的分类,并对其合成方法进行阐述,最后对其应用进行了展望。 展开更多
关键词 β-霞石复合材料分类 合成方法 应用
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基于β-锂霞石负膨胀陶瓷填料的无铅低温封接玻璃结构性能研究 认领
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作者 李要辉 王铁军 +2 位作者 王晋珍 黄幼榕 左岩 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2019年第4期434-439,共6页
陶瓷填料直接影响复合型低温封接玻璃的结构及性能,β-锂霞石是无铅低熔点封接玻璃优选填料之一。本文采用固相烧结法直接合成负膨胀卜锂霞石陶瓷材料,研究不同烧结工艺对其结构的影响,结果显示在1300℃二次重烧结可以获得致密的单相锂... 陶瓷填料直接影响复合型低温封接玻璃的结构及性能,β-锂霞石是无铅低熔点封接玻璃优选填料之一。本文采用固相烧结法直接合成负膨胀卜锂霞石陶瓷材料,研究不同烧结工艺对其结构的影响,结果显示在1300℃二次重烧结可以获得致密的单相锂霞石结构,其膨胀系数为-70×10^-7K^-1,破碎后的多晶团聚颗粒可作为Bi2O3-ZnO-B2O3玻璃的负膨胀填料制备复合型低温封接玻璃。研究发现,随填料添加量增加,封接玻璃的膨胀系数降低,当添加量为10wt.%时,膨胀系数由113×10^-7K^-1降低至90×10^-7K^-1,且软化温度和流动性影响较小。此外,该β-锂霞石与基础玻璃具有很好的相容性,粘接界面致密无气孔且无可见微观裂纹,界面处无明显化学反应。本文为超低温无铅封接玻璃的制备提供给了一种较优的填料解决方案。 展开更多
关键词 封接玻璃 β-霞石陶瓷 膨胀系数 Bi2O3-ZnO-B2O3玻璃
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