等离子体显示器用低熔点透明介质玻璃粉的制备与性能研究

摘要

近年来，等离子体显示器(PlasmaDisplayPanel，PDP)向着高像质、高分辨率方向发展，因此对图形的宽度、尺寸和位置精度等要求越来越高。所以完善PDP的制作工艺是发展PDP的关键环节，介质浆料的制备恰是其中的一项重要内容。玻璃粉为介质浆料的主要成分，然而传统的玻璃体系中含有铅，含铅玻璃对人类的生活和环境带来了极大的危害。因此，如何降低铅含量或开发新型无铅低熔玻璃是目前玻璃研究的热点之一。
　　 本文采用熔融法制备了含铅的低熔点硼酸盐玻璃、无铅硼酸盐玻璃以及掺铕无铅硼酸盐玻璃，通过DSC、XRD、UV等测试手段分析了玻璃的组成、结构与性能的关系，探讨了组成对玻璃的玻璃化转变温度、热膨胀系数以及透光率等性能的影响。
　　 首先，将不同配比的PbO、ZnO、SiO2、B2O3和K2O混合体在1000℃温度下熔融制得一系列的玻璃。通过研究表明:在PbO-ZnO-SiO2-B2O3-K2O玻璃中，随着PbO含量的增加玻璃化转变温度和透光率都呈下降趋势，然而PbO含量的变化对于玻璃体系的热膨胀系数影响不明显;随着ZnO含量的增加玻璃化转变温度先减小后增大，透光率随着ZnO含量的增加呈下降趋势，热膨胀系数随着ZnO含量的增加呈上升趋势。
　　 其次，以ZnO、SiO2、B2O3、K2O和Al2O3为主要原料，在1000℃熔融条件下制得一系列玻璃。研究表明:在无铅低熔硼酸盐玻璃中，随着Al2O3含量的增加玻璃化转变温度和玻璃体系的透光率呈下降趋势，热膨胀系数则是随着Al2O3含量的增加呈先减小后增大的趋势;随着碱金属K2O含量的增加，玻璃化转变温度降低的趋势非常明显，透光率呈上升趋势;K2O含量小于16.7％(wt)时，XRD图谱中没有明显的衍射峰，玻璃体系不属于微晶玻璃，改变K2O含量并不会影响玻璃的无定形态结构。
　　 最后，以ZnO-SiO2-B2O3-K2O玻璃体系为基础，通过加入稀土氧化物(Eu2O3)，以及改变体系中碱金属氧化物(K2O)的含量，来研究该体系的光谱性质。结果表明，稀土掺杂硼酸盐玻璃荧光材料主要有5D0→7F1，5D0→7F2，5D0→7F3，5D0→7F4四个跃迁发射峰，其中以5D0→7F2（发射波长为618nm）为主峰;研究还发现碱金属氧化物对于Eu3+的红色光发射(5D0→7F2)影响较大，其荧光强度随着碱金属含量的增加而逐渐增强;并且透光率随着Eu2O3的增加呈上升的趋势;含1％稀土Eu2O3玻璃样品的XRD图谱显示，没有晶态物质出现，玻璃结构为无定形态。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 等离子显示器(PDP)概述

1．1．1 PDP的发展过程

1．1．2 PDP的结构及工作原理

1．1．3 PDP的特点及优势

1．2 PDP用介质浆料

1．2．1 PDP用介质浆料的分类及制备要求

1．2．2 浆料国内外发展概况

1．3 低熔点玻璃的无铅化发展

1．3．1 传统含铅玻璃的应用及其危害

1．3．2 低熔点玻璃的无铅化过程

1．3．3 无铅玻璃体系的发展

1．4 稀土掺杂玻璃的发展概况

1．4．1 稀土发光材料的研究状况

1．4．2 Eu3+离子的能级结构及光谱特点

1．4．3 Eu3+离子掺杂玻璃的研究现状

1．5 研究课题的提出背景

第二章 前介质浆料用玻璃粉的制备及其表征

2．1 实验部分

2．1．1 试剂及主要仪器

2．1．2 基本流程图

2．1．3 玻璃的制备

2．1．4 表征

2．2 结果与讨论

2．2．1 PbO对PbO-ZnO-SiO2-B2O3-K2O体系的性能影响

2．2．2 ZnO对PbO-ZnO-SiO2-B2O3-K2O体系的性能影响

2．2．3 Al2O3对无铅ZnO-SiO2-B2O3-K2O体系的性能影响

2．2．4 K2O对无铅ZnO-SiO2-B2O3-K2O体系的性能影响

2．3 本章小结

第三章 稀土掺杂对无铅玻璃性能的影响

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂及主要仪器

3．2．2 玻璃的制备

3．2．3 表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 Eu2O3对无铅ZnO-SiO2-B2O3-K2O体系的性能影响

3．3．2 K2O对稀土Eu2O3掺杂ZnO-SiO2-B2O3-K2O体系的性能影响

3．4 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 主要结论

4．2 研究展望

参考文献

致谢