專利名稱：無(wú)鉛封接玻璃及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)鉛封接玻璃，特別是一種不含鉛并具有低熔點(diǎn)、低膨脹特性，可用于對(duì)各種真空玻璃器件進(jìn)行封接的玻璃以及該玻璃的制造方法。
背景技術(shù)：
真空玻璃制品的生產(chǎn)過(guò)程中，通常需要具有較低熔點(diǎn)及較低膨脹系數(shù)的玻璃或者玻璃粉做為封接材料。
在此之前，大量使用的封接玻璃都是鉛鋅系(PbO-ZnO)的低熔點(diǎn)封接玻璃，這種玻璃雖然已經(jīng)能夠較好的滿足真空玻璃器件的封接要求，但由于鉛對(duì)環(huán)境及人類健康的影響，因此，為真空玻璃產(chǎn)品制造行業(yè)提供不含鉛的封接玻璃材料已經(jīng)成為必須盡快解決的問(wèn)題。
目前，國(guó)際上已有的封接玻璃及玻璃粉通常有以下幾種。
日立制作所特開(kāi)平2-267137揭示出一類氧化釩(V2O5)系玻璃。這種玻璃的膨脹系數(shù)在90×10-7/℃以下，封接溫度在400℃以下，其主要作用是制備出膨脹系數(shù)在(30～45)×10-7/℃左右的封接玻璃粉。但這種產(chǎn)品中，氧化鉛是作為組分的必要成分，因而無(wú)法滿足無(wú)鉛化的要求，同時(shí)，由于該產(chǎn)品中還含有劇毒鉈(Tl)的氧化物，并且Tl的價(jià)格較為昂貴，因此，這種玻璃以及用該玻璃制作的玻璃粉即不環(huán)保又不經(jīng)濟(jì)，只能用于特殊的真空玻璃制品上。
另外，平日立制作所公平5-85490提出一類V2O5-Tl2O-TeO2-R2O玻璃，主要成分為V2O5，P2O5，同時(shí)含有鈉、鉀、銣、銫、碲等的氧化物，可完成400～500℃的封接，膨脹系數(shù)(70～130)×10-7/℃。這種玻璃的組成中雖然不含鉛，但是由于含有一定量的劇毒物質(zhì)氧化鉈(TlO2)和貴重金屬碲(Te)等，因而成本很高。其主要用做高性能磁頭的封接材料和磁隙充填材料。
再有，NIPPON電子玻璃申請(qǐng)的美國(guó)專利US2002019303提出了一種P2O5-SnO-ZnO的封接玻璃粉，封接溫度430～500℃。但由于這種玻璃粉含有大量的SnO，及其容易氧化，需要在完全氮?dú)獾冗€原氣氛條件下進(jìn)行生產(chǎn)和封接，因而難于進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化和后序封接應(yīng)用，同時(shí)，SnO也比較昂貴。由于存在以上缺陷，使得這種玻璃的使用受到了較大的限制。
在無(wú)鉛封接玻璃的研究中，還有采用氧化鉍(Bi2O3)替代氧化鉛的鉍系玻璃。但是，由于使用氧化鉍，使得制造成本大大增加，并且這種玻璃的膨脹系數(shù)太大，在實(shí)際應(yīng)用中難以調(diào)節(jié)達(dá)到與被封接產(chǎn)品的膨脹系數(shù)相匹配封接的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)上述封接玻璃中含有鉛或鉈或貴重金屬及其氧化物的缺陷提供一種無(wú)鉛封接玻璃，該封接玻璃不僅不含有鉛，而且不含有碲或鉈等劇毒物質(zhì)，同時(shí)也不含有貴重金屬及其氧化物。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于制造上述無(wú)鉛封接玻璃的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)鉛封接玻璃，它至少是由氧化釩(V2O5)、氧化磷(P2O5)及氧化銻(Sb2O3)相互混合，經(jīng)熔融冷卻后所組成的玻璃體。氧化釩(V2O5)的重量百分比為30％-70％；氧化磷(P2O5)的重量百分比為10％-30％；氧化銻(Sb2O3)的重量百分比為0.5％-25％。
在上述無(wú)鉛封接玻璃中還可以根據(jù)具體要求混入氧化鉍(Bi2O3)、玻璃穩(wěn)定組分及鹵化物。
上述無(wú)鉛封接玻璃的制造方法至少包括以下步驟步驟1依重量百分比稱取氧化釩(V2O5)、氧化磷(P2O5)及氧化銻(Sb2O3)后進(jìn)行充分混合，制成混合料；步驟2將所述混合料在800℃～1200℃下熔化2-3小時(shí)；步驟3對(duì)步驟2中熔化的液體進(jìn)行冷卻固化，制成玻璃體。
玻璃體可以根據(jù)封接產(chǎn)品的特點(diǎn)及要求制成平板狀、柱狀或者直接制成粉狀。
本發(fā)明所提供的無(wú)鉛封接玻璃能夠直接對(duì)需要封接的真空玻璃制品(如VFD、PDP、CRT等)進(jìn)行無(wú)毒、無(wú)污染封接，還可根據(jù)不同被封接產(chǎn)品的溫度、熱膨脹特性，調(diào)整組分配比，滿足多種不同材料的封接要求。例如各種玻璃、陶瓷、金屬間及相互間封接的要求。


圖1為本發(fā)明所涉及無(wú)鉛封接玻璃的制造工藝流程圖；具體實(shí)施方式
以下，通過(guò)具體實(shí)施例的組成及制造過(guò)程的描述并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例本實(shí)施例的組成如下組份名稱 重量百分比氧化釩(V2O5)58％氧化磷(P2O5)31.5％氧化銻(Sb2O3) 10％將以上三種組分相互混合后，在800℃下熔化2小時(shí)后，進(jìn)行成型冷卻即可制成無(wú)鉛封接玻璃。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)添加其他成分、調(diào)整組分比例獲得多種各具特性的無(wú)鉛封接玻璃。以下通過(guò)表格，例舉六種無(wú)鉛封接玻璃，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
表格一

上述表格一中所例舉的六種無(wú)鉛封接玻璃的制造方法相同，其過(guò)程參考圖1所示流程圖。
首先，將原材料按照表格一中所述的重量百分比稱取各組分；然后將原料充分混合；將混合物在800℃～1200℃溫度下熔化2～3小時(shí)；最后將熔化的玻璃液進(jìn)行成型處理，制成平板狀或柱狀，也可以將熔化的玻璃液經(jīng)過(guò)水炸烘干，并粉碎、過(guò)篩制成粉狀，使其能夠用于需要玻璃粉進(jìn)行封接的場(chǎng)合。
在表格一中，一號(hào)無(wú)鉛封接玻璃的組分是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，添加了0.5％的氧化硼B(yǎng)2O3做為玻璃穩(wěn)定組分。其它五種無(wú)鉛封接玻璃的組分都是在氧化釩(V2O5)、氧化磷(P2O5)、氧化銻(Sb2O3)這三種基本組分的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加不同的其它成分以及調(diào)整各組分之間的配比關(guān)系得到具有不同膨脹系數(shù)的無(wú)鉛封接玻璃，其膨脹系數(shù)在(72.5-110)×10-7/℃之間。
最后所應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鉛封接玻璃，其特征在于它至少是由氧化釩(V2O5)、氧化磷(P2O5)及氧化銻(Sb2O3)相互混合，經(jīng)熔融冷卻后所組成的玻璃體；所述氧化釩(V2O5)的重量百分比為30％-70％；所述氧化磷(P2O5)的重量百分比為10％-30％；所述氧化銻(Sb2O3)的重量百分比為0.5％-25％。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛封接玻璃，其特征在于所述的玻璃體中還包括氧化鉍(Bi2O3)，其重量百分比為0.5％-15％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛封接玻璃，其特征在于所述的玻璃體中還包括重量百分比不高于40％的玻璃穩(wěn)定組分；所述玻璃穩(wěn)定組分是一種氧化物或由一種以上的氧化物混合組成；所述氧化物包括在所述玻璃體中的重量百分比不超過(guò)10％的氧化硅(SiO2)或氧化鋅(ZnO)或氧化鋁(Al2O3)或氧化鋯(ZrO2)或氧化硼(B2O3)或氧化鈦(TiO2)以及在所述玻璃體中的重量百分比不超過(guò)5％的氧化鎢(WO3)或堿金屬氧化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的無(wú)鉛封接玻璃，其特征在于該無(wú)鉛封接玻璃中還包括錫(Sn)或鋅(Zn)或鈣(Ca)的鹵化物或其鹵化物的任意組合體，其中，每一種鹵化物在所述玻璃體中的重量百分比不超過(guò)5％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)鉛封接玻璃，其特征在于所述的玻璃體為平板狀或柱狀或粉狀。
6.一種無(wú)鉛封接玻璃的制造方法，其特征在于所述的制造方法為用于制造上述權(quán)利要求1-5任一所述無(wú)鉛封接玻璃的方法，該制造方法至少包括以下步驟步驟1依重量百分比稱取氧化釩(V2O5)、氧化磷(P2O5)及氧化銻(Sb2O3)后進(jìn)行充分混合，制成混合料；步驟2將所述混合料在800℃～1200℃下熔化2-3小時(shí)；步驟3對(duì)步驟2中熔化的液體進(jìn)行冷卻固化，制成玻璃體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)鉛封接玻璃的制造方法，其特征在于所述的步驟1中還包括混入依重量百分比為0.5％-15％所稱取的氧化鉍(Bi2O3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)鉛封接玻璃的制造方法，其特征在于所述的步驟1中還包括混入重量百分比不超過(guò)40％的所述玻璃穩(wěn)定組分。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的無(wú)鉛封接玻璃的制造方法，其特征在于所述的步驟1中還包括混入所述的錫(Sn)或鋅(Zn)或鈣(Ca)的鹵化物或其鹵化物的任意組合體。
全文摘要
一種無(wú)鉛封接玻璃，它至少是由氧化釩(V
文檔編號(hào)C03C3/21GK1616365SQ200310103589
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月11日
發(fā)明者吳春娥, 秦國(guó)斌 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司