
特殊用玻璃粉作为一种关键的功能性材料,在现代高端制造业中占据着举足轻重的地位,它以其独特的物理和化学性能,如高硬度、高透明度、耐高温、耐腐蚀等,广泛应用于电子信息、新能源、航空航天、生物医药等众多领域,成为推动这些产业创新发展的重要支撑。
随着全球新一轮科技革命和产业变革的深入推进,5G 通信、人工智能、物联网、新能源汽车等新兴产业蓬勃发展,对特殊用玻璃粉的需求呈现出爆发式增长。同时,这些新兴产业对特殊用玻璃粉的性能和品质也提出了更高的要求,不仅需要其具备更优异的基础性能,还要求其能够满足复杂多变的应用场景需求。
在中国,特殊用玻璃粉行业近年来取得了长足的发展。国内企业通过不断加大研发投入,积极引进国外先进技术和设备,在技术创新和产品研发方面取得了显著成果。目前,我国已成为全球最大的特殊用玻璃粉生产国和消费国之一,产品种类日益丰富,性能不断提升,部分产品已达到国际先进水平。然而,与国际先进水平相比,我国特殊用玻璃粉行业仍存在一些差距,如高端产品供给不足、技术创新能力有待提高、产业结构不合理等问题。这些问题在一定程度上制约了我国特殊用玻璃粉行业的高质量发展,也影响了我国高端制造业的竞争力提升。
特殊用玻璃粉分类简介
(1)油墨用玻璃粉
玻璃粉在高温环境中具有良好的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性,可以抵抗高温环境的腐蚀和磨损,从而提高产品的使用寿命。此外,它还具有良好的热稳定性,可以有效地防止热膨胀和热变形,从而提高产品的稳定性。目前市场上使用的耐高温油墨,其基本组成部分中玻璃粉所占比例非常大,而且作为主要耐高温物质及主要成膜物,玻璃粉在油墨中的位置显得十分重要。
(2)无铅玻璃粉(环保)
铅玻璃粉是银浆中的重要组成部分,其性质直接影响着烧成银膜的性能。传统型银浆中加入的是含铅的玻璃粉,虽然含铅玻璃粉作为粘接相在许多方面具有优异的性能,但铅对环境和人类的危害相当大。随着人们环保意识的加强及国外主要发达国家和国内的立法,禁止含铅银浆的生产和使用,无铅玻璃粉的开发应用势在必行。
(3)封接专用玻璃粉
低熔点玻璃粉高温受热熔融后通常具有高粘度,因此可以在玻璃、金属及陶瓷相互之间的界面,通过高温熔融封接原理,将玻璃、金属及陶瓷电子件相互封接成需要的形状功能。低熔点玻璃粉经高温熔融产生以下机理结果:一是低熔点玻璃粉作为唯一载体受热熔融与玻璃/金属/陶瓷/电子件封接成型;二是低熔点玻璃粉作为主要载体与其他封接材料(如导热材料)一起熔融封接电子件;三是部分低熔点玻璃粉受热熔融与电子件界面反应形成新的化合物,提高原有材料力学相关性能;四是封接部分最终形成抗氧化、抗还原、耐酸碱及超耐候的稳定物质。
(4)电子浆料用玻璃粉
电子浆料是制作电子元器件的基础材料,被视为部件封装、电极和互连的关键材料,以高质量、高效益、技术先进、适用广等特点得到广泛应用,是集化工、电子技术、冶金于一身的一种高技术电子功能材料。电子浆料一般由功能相、粘结相和有机载体三部分组成。粘结相一般包括玻璃、氧化物晶体及二者混合物,主要是粘结功能相和基板作用。对于所有烧结型电子浆料,都需要加入低熔玻璃粉作为粘结功能性粉体在基片上的粘结剂。
玻璃相在电子浆料中占据重要的位置,玻璃粉的加入不仅有效降低烧结温度,增强导电浆料与基板的粘附力,而且影响厚膜性质。玻璃相一般包括玻璃粉和金属氧化物,单独的玻璃粘结剂并不一定满足工业要求,重烧容易造成粘附力下降,而单独的金属氧化物虽然能够与基板形成尖晶石结构,明显提高粘附力,但是烧结温度高,丝焊困难。混合的玻璃相既能够降低烧结温度,还能够提高粘附力且易丝焊。
(5)陶瓷玻璃粉
陶瓷玻璃粉主要是低温玻璃粉,它是一种先进的封接材料和功能填充材料,由于拥有许多优异的性能特点,被广泛的运用于陶瓷彩釉、人造钻石、特种工艺品、特种玻璃件、耐火材料、阻燃硅胶、阻燃树脂、封接焊条、高温油漆、高温涂料、化学仪器等方面。它具有以下特点:
1)具有耐黄变、耐高温、耐候性好,而且抗紫外线能力强,所以可以提高产品的抗老化性。
2)耐磨、耐刮、抗压性强:它的折光率和大多数合成树脂的折光率很接近,所以它能使涂料具有较高的透明性,就算添加量达到20%时也不会影响树脂的透明度,所以可以使产品有很强的耐刮性,而且它自身的硬度很高,可以增强产品的耐磨性和抗压性。
3)具有良好的绝缘性,玻璃粉的纯度很高,其中的杂志含量很少,稳定性强,所以有很优异的电绝缘性,可以绝缘抗电流。
4)抗腐蚀性强,玻璃粉不容易与其他的物质产生化学反映,其中包括了酸碱物,所以不容易受腐蚀。
5)吸附性好,经过特殊处理的玻璃粉,能很好地和各类树脂材料相容,有很强的吸附性,容易混合,不会产生结团的问题。
(6)半导体用钝化玻璃粉
半导体器件的表面需要进行保护处理,传统的工艺是在半导体器件的表面汽相沉积一层钝化薄膜进行保护,而对于台面结构、高电压、大功率的半导体产品,用汽相沉积的薄膜保护易于被高电压击穿,稳定性差,保护效果差。目前,玻璃粉被用于半导体器件的表面钝化封装,玻璃粉具备较高的反向击穿电压和机械强度及抗热冲击能力,但是现有的半导体钝化封装用玻璃粉并不能有效的提高钝化封装材料的耐候性,不能有效的抵抗光照、冷热、风雨、细菌等对半导体器件的表面造成的综合破坏。
(7)高温漆用玻璃粉
耐高温涂料一般是指能长期承受200℃以上温度,并能保持一定物理化学性能,使被保护对象在高温环境中能正常发挥作用的特种功能性涂料。高温油漆用低熔点玻璃粉,在高温涂料配方中起到二次成膜的重要作用。在高温阶段,熔融的低熔点玻璃粉形成一层完整、致密、附着力好的图层。当温度达到低熔点玻璃粉的熔点时,低熔点玻璃粉熔融代替已经大量分解的有机硅树脂而二次成膜,使高温涂料完成从有机图层向无机图层的转变。
(8)陶瓷化硅橡胶玻璃粉
利用低熔点玻璃粉高温受热熔融,具有高粘度,进而玻璃化或陶瓷化的物理特点,在高温冲击下,部分低熔点玻璃粉受热熔融与金属线材封接形成隔热玻璃态的保护层,外层低熔点玻璃粉受热熔融后形成无机玻璃状隔氧层保护里层树脂不再高温氧化,起到骨架作用,最终在金属表面形成一层膨胀与金属匹配,颜色可调,抗氧化、抗还原、耐酸碱及超耐候的保护层。
(9)磁材用玻璃粉
磁性材料是指能对磁场作出某种方式反应的材料,而在磁材里添加少量低熔点超细玻璃粉可以有效提高(稳定)磁材产品的机械强度、精度和磁性能稳定性。