B2O3對低膨脹硼硅酸鹽玻璃結構及性能影響的研究

張 盼，張芩宇，姜 宏，馬艷平

(1.海南大學材料科學與工程學院，海口 570228；2.海南大學，南海海洋資源利用國家重點實驗室,海南省特種玻璃重點實驗室，海口 570228)

0 引 言

以Na2O、B2O3、SiO2為基本成分的低膨脹硼硅酸鹽玻璃性能優異，耐熱性能好，具有良好的化學穩定性和機械性能，被廣泛應用于耐熱、制藥、航空、封裝玻璃和電學玻璃等領域[1-4]。低膨脹硼硅酸鹽玻璃已經成為近年來玻璃研究領域的熱點，隨著科學技術的發展，硼硅酸鹽玻璃的應用領域及市場前景也日益擴大。硼硅酸鹽玻璃的結構和普通的鈉鈣硅玻璃結構不同，在該玻璃體系中，堿金屬氧化物提供游離氧，使硼氧三面形[BO3]轉變為硼氧四面體[BO4]，硼的結構由層狀轉變為架狀，[BO4]可以作為網絡形成體與硅氧四面體[SiO4]連接，增加了玻璃的完整性和緊密程度，因此該系統的玻璃性能優異。但是，低膨脹硼硅酸鹽玻璃在制備工藝上會面臨熔點高、粘度大和易分相等問題。

Wan等[5]研究了Al2O3對硼硅酸鹽玻璃熱膨脹和分相的影響，研究結果表明Al2O3對玻璃的分相并無明顯的改善作用，膨脹系數隨著Al2O3含量的增加而增加。劉堯龍等[6]研究發現ZrO2的加入可以增加高硼硅玻璃的高溫表面張力，使其在1 530 ℃下的粘度增加。Peng等[7]制備了具有良好的化學穩定性和高紫外透過率的新型硼硅酸鹽玻璃，研究發現隨著B2O3含量的增加，玻璃樣品的紫外透過率先增加后降低，玻璃的化學穩定性先變好后變差。何峰等[8]的研究發現添加B2O3對玻璃的化學穩定性有一定的改善。……