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概述
調(diào)研大綱

特殊用玻璃粉作為一種關(guān)鍵的功能性材料,在現(xiàn)代高端制造業(yè)中占據(jù)著舉足輕重的地位,它以其獨特的物理和化學性能,如高硬度、高透明度、耐高溫、耐腐蝕等,廣泛應用于電子信息、新能源、航空航天、生物醫(yī)藥等眾多領(lǐng)域,成為推動這些產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要支撐。?

隨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的深入推進,5G 通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,對特殊用玻璃粉的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長。同時,這些新興產(chǎn)業(yè)對特殊用玻璃粉的性能和品質(zhì)也提出了更高的要求,不僅需要其具備更優(yōu)異的基礎(chǔ)性能,還要求其能夠滿足復雜多變的應用場景需求。?

在中國,特殊用玻璃粉行業(yè)近年來取得了長足的發(fā)展。國內(nèi)企業(yè)通過不斷加大研發(fā)投入,積極引進國外先進技術(shù)和設(shè)備,在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)方面取得了顯著成果。目前,我國已成為全球最大的特殊用玻璃粉生產(chǎn)國和消費國之一,產(chǎn)品種類日益豐富,性能不斷提升,部分產(chǎn)品已達到國際先進水平。然而,與國際先進水平相比,我國特殊用玻璃粉行業(yè)仍存在一些差距,如高端產(chǎn)品供給不足、技術(shù)創(chuàng)新能力有待提高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等問題。這些問題在一定程度上制約了我國特殊用玻璃粉行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展,也影響了我國高端制造業(yè)的競爭力提升。

特殊用玻璃粉分類簡介

(1)油墨用玻璃粉

玻璃粉在高溫環(huán)境中具有良好的耐熱性、耐腐蝕性和耐磨性,可以抵抗高溫環(huán)境的腐蝕和磨損,從而提高產(chǎn)品的使用壽命。此外,它還具有良好的熱穩(wěn)定性,可以有效地防止熱膨脹和熱變形,從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。目前市場上使用的耐高溫油墨,其基本組成部分中玻璃粉所占比例非常大,而且作為主要耐高溫物質(zhì)及主要成膜物,玻璃粉在油墨中的位置顯得十分重要。

(2)無鉛玻璃粉(環(huán)保)

鉛玻璃粉是銀漿中的重要組成部分,其性質(zhì)直接影響著燒成銀膜的性能。傳統(tǒng)型銀漿中加入的是含鉛的玻璃粉,雖然含鉛玻璃粉作為粘接相在許多方面具有優(yōu)異的性能,但鉛對環(huán)境和人類的危害相當大。隨著人們環(huán)保意識的加強及國外主要發(fā)達國家和國內(nèi)的立法,禁止含鉛銀漿的生產(chǎn)和使用,無鉛玻璃粉的開發(fā)應用勢在必行。

(3)封接專用玻璃粉

低熔點玻璃粉高溫受熱熔融后通常具有高粘度,因此可以在玻璃、金屬及陶瓷相互之間的界面,通過高溫熔融封接原理,將玻璃、金屬及陶瓷電子件相互封接成需要的形狀功能。低熔點玻璃粉經(jīng)高溫熔融產(chǎn)生以下機理結(jié)果:一是低熔點玻璃粉作為唯一載體受熱熔融與玻璃/金屬/陶瓷/電子件封接成型;二是低熔點玻璃粉作為主要載體與其他封接材料(如導熱材料)一起熔融封接電子件;三是部分低熔點玻璃粉受熱熔融與電子件界面反應形成新的化合物,提高原有材料力學相關(guān)性能;四是封接部分最終形成抗氧化、抗還原、耐酸堿及超耐候的穩(wěn)定物質(zhì)。

(4)電子漿料用玻璃粉

電子漿料是制作電子元器件的基礎(chǔ)材料,被視為部件封裝、電極和互連的關(guān)鍵材料,以高質(zhì)量、高效益、技術(shù)先進、適用廣等特點得到廣泛應用,是集化工、電子技術(shù)、冶金于一身的一種高技術(shù)電子功能材料。電子漿料一般由功能相、粘結(jié)相和有機載體三部分組成。粘結(jié)相一般包括玻璃、氧化物晶體及二者混合物,主要是粘結(jié)功能相和基板作用。對于所有燒結(jié)型電子漿料,都需要加入低熔玻璃粉作為粘結(jié)功能性粉體在基片上的粘結(jié)劑。

玻璃相在電子漿料中占據(jù)重要的位置,玻璃粉的加入不僅有效降低燒結(jié)溫度,增強導電漿料與基板的粘附力,而且影響厚膜性質(zhì)。玻璃相一般包括玻璃粉和金屬氧化物,單獨的玻璃粘結(jié)劑并不一定滿足工業(yè)要求,重燒容易造成粘附力下降,而單獨的金屬氧化物雖然能夠與基板形成尖晶石結(jié)構(gòu),明顯提高粘附力,但是燒結(jié)溫度高,絲焊困難。混合的玻璃相既能夠降低燒結(jié)溫度,還能夠提高粘附力且易絲焊。

(5)陶瓷玻璃粉

陶瓷玻璃粉主要是低溫玻璃粉,它是一種先進的封接材料和功能填充材料,由于擁有許多優(yōu)異的性能特點,被廣泛的運用于陶瓷彩釉、人造鉆石、特種工藝品、特種玻璃件、耐火材料、阻燃硅膠、阻燃樹脂、封接焊條、高溫油漆、高溫涂料、化學儀器等方面。它具有以下特點:

1)具有耐黃變、耐高溫、耐候性好,而且抗紫外線能力強,所以可以提高產(chǎn)品的抗老化性。

2)耐磨、耐刮、抗壓性強:它的折光率和大多數(shù)合成樹脂的折光率很接近,所以它能使涂料具有較高的透明性,就算添加量達到20%時也不會影響樹脂的透明度,所以可以使產(chǎn)品有很強的耐刮性,而且它自身的硬度很高,可以增強產(chǎn)品的耐磨性和抗壓性。

3)具有良好的絕緣性,玻璃粉的純度很高,其中的雜志含量很少,穩(wěn)定性強,所以有很優(yōu)異的電絕緣性,可以絕緣抗電流。

4)抗腐蝕性強,玻璃粉不容易與其他的物質(zhì)產(chǎn)生化學反映,其中包括了酸堿物,所以不容易受腐蝕。

5)吸附性好,經(jīng)過特殊處理的玻璃粉,能很好地和各類樹脂材料相容,有很強的吸附性,容易混合,不會產(chǎn)生結(jié)團的問題。

(6)半導體用鈍化玻璃粉

半導體器件的表面需要進行保護處理,傳統(tǒng)的工藝是在半導體器件的表面汽相沉積一層鈍化薄膜進行保護,而對于臺面結(jié)構(gòu)、高電壓、大功率的半導體產(chǎn)品,用汽相沉積的薄膜保護易于被高電壓擊穿,穩(wěn)定性差,保護效果差。目前,玻璃粉被用于半導體器件的表面鈍化封裝,玻璃粉具備較高的反向擊穿電壓和機械強度及抗熱沖擊能力,但是現(xiàn)有的半導體鈍化封裝用玻璃粉并不能有效的提高鈍化封裝材料的耐候性,不能有效的抵抗光照、冷熱、風雨、細菌等對半導體器件的表面造成的綜合破壞。

(7)高溫漆用玻璃粉

耐高溫涂料一般是指能長期承受200℃以上溫度,并能保持一定物理化學性能,使被保護對象在高溫環(huán)境中能正常發(fā)揮作用的特種功能性涂料。高溫油漆用低熔點玻璃粉,在高溫涂料配方中起到二次成膜的重要作用。在高溫階段,熔融的低熔點玻璃粉形成一層完整、致密、附著力好的圖層。當溫度達到低熔點玻璃粉的熔點時,低熔點玻璃粉熔融代替已經(jīng)大量分解的有機硅樹脂而二次成膜,使高溫涂料完成從有機圖層向無機圖層的轉(zhuǎn)變。

(8)陶瓷化硅橡膠玻璃粉

利用低熔點玻璃粉高溫受熱熔融,具有高粘度,進而玻璃化或陶瓷化的物理特點,在高溫沖擊下,部分低熔點玻璃粉受熱熔融與金屬線材封接形成隔熱玻璃態(tài)的保護層,外層低熔點玻璃粉受熱熔融后形成無機玻璃狀隔氧層保護里層樹脂不再高溫氧化,起到骨架作用,最終在金屬表面形成一層膨脹與金屬匹配,顏色可調(diào),抗氧化、抗還原、耐酸堿及超耐候的保護層。

(9)磁材用玻璃粉

磁性材料是指能對磁場作出某種方式反應的材料,而在磁材里添加少量低熔點超細玻璃粉可以有效提高(穩(wěn)定)磁材產(chǎn)品的機械強度、精度和磁性能穩(wěn)定性。

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