開題報(bào)告-張波

1、姓名：姓名： 張張波波導(dǎo)師：導(dǎo)師：劉桂武劉桂武 教授教授專業(yè)：專業(yè)：材料加工工程材料加工工程方向：氧化鋁潤濕與連接方向：氧化鋁潤濕與連接氧化鋁陶瓷玻璃潤濕及封接研究2014.12.19主要內(nèi)容主要內(nèi)容1、研究背景2、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢3、研究的主要內(nèi)容4、研究進(jìn)度安排 4、研究的難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)1、研究背景 封接玻璃以其良好的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性，高的機(jī)械強(qiáng)度，因而被廣泛應(yīng)用于電真空和微電子技術(shù)、宇航和汽車等眾多領(lǐng)域。近年來,低溫封接材料因具備低溶點(diǎn)溫度、低封接溫度、高絕緣電阻、高封接強(qiáng)度、穩(wěn)定的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等一系列的優(yōu)良特點(diǎn),而被廣泛地應(yīng)用于封裝各種電子元器件。長期以來,以氧化鉛為主

2、要成分的富鉛封接玻璃因其電阻大、介電損耗小、折射率高、吸收高能福射、封接溫度低、化學(xué)穩(wěn)定性良好等特性幾乎壟斷了低溫封接材料以及低溫介質(zhì)材料。 但是鉛為重金屬元素,大規(guī)模的使用對人類和環(huán)境造成的影響己十分惡劣,目前己經(jīng)被國內(nèi)外環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)列為對人體和環(huán)境危害最大的化學(xué)物質(zhì)之一,世界各地均頒發(fā)了相應(yīng)的法律法規(guī),對電子及電器設(shè)備中的鉛含量作了嚴(yán)格的限定甚至禁止。因此,開發(fā)新型無鉛綠色低溶封接材料以代替現(xiàn)有的含鉛玻璃材料,尤其是在突破國外封接制品的技術(shù)壁壘、提升我國電子產(chǎn)品的技術(shù)含量和出口能力等方面,具有重要的應(yīng)用價(jià)值和積極的社會(huì)意義。2、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢（1/4） 目前，低溫化、無鉛化已經(jīng)成為玻璃

3、焊料研究的主要方向。 在國內(nèi)，上世紀(jì) 80 年代，馬英仁對封接玻璃進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究并論述了幾種低熔點(diǎn)封接玻璃焊料。進(jìn)入 21 世紀(jì)，白進(jìn)偉對低熔封接玻璃的組成及其發(fā)展做了進(jìn)一步的論述，指出無鉛化是封接玻璃的發(fā)展方向。陳培課題組研究了ZnO一B2O3一P2O5無鉛磷酸鹽體系封接玻璃的制備過程及其相關(guān)性能,該體系玻璃的,Tg降低至位于388-412范圍內(nèi)。在改進(jìn)無鉛低熔點(diǎn)封接玻璃方面,國內(nèi)多所學(xué)校,諸如陜西利一技大學(xué)、武漢理工大學(xué)做了大量的研究,其中陜西科技大學(xué)研究了組成與轉(zhuǎn)變溫度的關(guān)系及組成與熱膨脹系數(shù)的關(guān)系，通過將SiO2引入到SnO一ZnO一P2O5體系玻璃中從而改善玻璃的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)

4、定性,但研究得到的相關(guān)成果距離其實(shí)際應(yīng)用還有較大的差距。武漢理工大學(xué)和湖南大學(xué)主要將實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)放在封接用微晶的研究上并取得了較好的成果(研制出的微晶玻璃熱膨脹系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性好、成木較低）,但封接溫度偏高使得此類封接玻璃不符合封接低溫化的要求。劉洪學(xué)在PbO-ZnO-B2O3玻璃系統(tǒng)中引入 Bi2O3來取代 PbO，但是由于由此而研制出的微晶封接玻璃的封接溫度偏高、膨脹系數(shù)太大，影響了其在實(shí)際中的應(yīng)用。2、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀（2/4） 在國外，松下電器申請了一系列涉及 PbO-B2O3-ZnO 系統(tǒng)的封接玻璃的專利，這一系列玻璃組成的特點(diǎn)是通過加入 PbF2進(jìn)一步降低熔點(diǎn)，再通過加入低膨脹陶瓷粉

5、填料降低復(fù)合體的熱膨脹系數(shù)及提高強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性。日本制作所提出了一類V2O5-TeO2-Tl2O-R2O玻璃，比PbO-B2O3系統(tǒng)玻璃熔點(diǎn)更低且流動(dòng)性更好。Bingham P A在鐵磷酸鹽玻璃體系中摻入了 SiO2，Al2O3和 B2O3等氧化物，這些氧化物能夠提高封接玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、降低封接玻璃的熱膨脹系數(shù)并增強(qiáng)玻璃的耐水性，但是這些氧化物的加入也會(huì)在一定程度提高封接玻璃熔封溫度。Shih P Y在磷酸鹽玻璃體系中加入一定量的鉺的氧化物來改變磷酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高了磷酸鹽玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。Toshio他們在 B2O3-BaO-ZnO 系統(tǒng)玻

6、璃配方的基礎(chǔ)上加入 2550wt%的 Bi2O3，同時(shí)在其中還引入了適量的 SiO2、Al2O3及極少量CuO。由此制得的玻璃除具備 B2O3-BaO-ZnO 系統(tǒng)玻璃各項(xiàng)性能外，還具有更加優(yōu)良的透光性。2、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀（3/4）3、本課題研究的主要內(nèi)容1 1、玻璃焊料的制備、玻璃焊料的制備 針對目前的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢研制2種玻璃焊料，其中包括一種無鉛低溫玻璃焊料（如硼酸鹽體系）2 2、潤濕性測量、潤濕性測量 利用高溫接觸角測量儀對制備的玻璃焊料在氧化鋁陶瓷上的潤濕性進(jìn)行測量，評估其作為玻璃焊料的可行性。3 3、封接工藝研究、封接工藝研究 針對制備的玻璃焊料，設(shè)計(jì)合理的封接工藝并測試封接

7、接頭的性能（如結(jié)合強(qiáng)度、密封性等)4 4、界面行為研究、界面行為研究 通過DSC、XRD、SEM等現(xiàn)代測試分析手段研究玻璃的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，探討組成對封接玻璃封接溫度、熱膨脹、化學(xué)穩(wěn)定性以及機(jī)械性能的影響，研究封接接頭的界面行為。難點(diǎn)：（1）低熔點(diǎn)與高膨脹系數(shù)的矛盾 （2）玻璃焊料制備工藝 （3）封接工藝復(fù)雜創(chuàng)新點(diǎn)：（1）低熔點(diǎn)玻璃焊料的研究 （2）無鉛玻璃焊料研制3、研究的難點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)4、研究進(jìn)度安排1、2014.09-2014.12:大量閱讀國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),確定實(shí)驗(yàn)方法與思路2、2014.10-2014.12：配制玻璃焊料，測試其在氧化鋁上的潤濕性3、2014.12-2015.05

8、：針對制備的玻璃焊料確立合理封接工藝，并測試封接性能4、2015.05-2015.10：利用DSC、XRD、SEM等現(xiàn)代分析測試手段研究封接接頭的界面行為5、2015.10-2016.03：撰寫畢業(yè)論文，完成論文初稿6、2016.03-2016.05：論文修改，答辯5、網(wǎng)絡(luò)測評系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)（1 1/3）v系統(tǒng)主要指標(biāo)和功能指標(biāo)： 支持對課程、知識點(diǎn)大綱體系的管理 支持公式等特殊符號的錄入，圖片、視音頻、動(dòng)畫等材料的錄入 提供現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域中比較前沿的多種組卷策略和組卷算法，實(shí)現(xiàn)規(guī)范試卷/作業(yè)的自動(dòng)生成和手動(dòng)生成、策略生成等多種成卷方式；支持規(guī)范試卷/作業(yè)的打包、發(fā)布和導(dǎo)入、導(dǎo)出功能 系統(tǒng)支持實(shí)施網(wǎng)上測試的各個(gè)環(huán)節(jié)，支持用戶在線測試、答案回收和智能監(jiān)考管理；支持學(xué)生樣本的智能選取、試卷的自動(dòng)化批改、點(diǎn)評和個(gè)性化分析等功能 提供基于數(shù)據(jù)倉庫的試題庫、試卷庫、作業(yè)庫的數(shù)據(jù)分析合數(shù)據(jù)挖掘功能 提供模板化的解決方案，系統(tǒng)采用模塊化開發(fā)技術(shù)5、網(wǎng)絡(luò)測評系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)（3/3）v系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和主要模塊描述系統(tǒng)工具模塊多媒體試題庫模塊多媒體試卷庫和測試模塊評價(jià)分析和數(shù)據(jù)挖掘試題、試卷和作業(yè)資源的導(dǎo)入與導(dǎo)出試卷、作業(yè)的展示與共享6、研究思路和技術(shù)路線（3/3）v系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)和主要模塊描述v網(wǎng)絡(luò)測評理論的建設(shè)：（2）網(wǎng)絡(luò)測評的特點(diǎn) 測評對