Abstract
本論文主要是針對鉛鋅磷氧系低融玻璃之性質及結構，作系列研究。第一部份為性質分析。原料經秤重、混合、熔化、急冷後，可得無色透明之玻璃。此系列玻璃之熔化溫度在600至900℃之間，較一般矽酸系玻璃低很多。本研究作出玻璃性質隨成份而變的定量關係，包括玻璃形成範圍、密度、玻璃轉換溫度(Tg)、玻璃軟化溫度(Td)、熱膨脹係數(α)、耐水性、折射率等。當P2O5含量大於60 mol%時，玻璃之Tg低(小於340℃)、但耐水性較差。當P2O5含量小於或等於50 mol% 時玻璃之Tg 介於 340 與 400℃之間、但耐水性佳。其中以 50PbO-10ZnO-40P2O5 成分性質組合最佳。Tg、Td 分別為341℃、355℃，α為15.83×10-6/℃ ，波長632.8nm時折射率1.75，50℃之溶水率介於10-8與10-9 g/cm2×min間。第二部份為玻璃結構分析。本研究利用拉曼光譜儀、霍氏紅外線光譜儀、核磁共振儀、以及X光光電子光譜儀(XPS)，以期進一步瞭解玻璃內部短程結構，解析PbO與ZnO在此玻璃中所扮演之角色，並找出玻璃結構與性質之關聯性。當P2O5含量大於50 mol%時，此時玻璃主要由PO4四面體所串聯之三元網絡所構成，所有PbO與ZnO皆為網絡修飾劑，玻璃結構與鹼土金屬族磷酸系玻璃類似。當P2O5含量小於 50 mol%時，長鏈狀結構取代原先之三元網絡，鏈長隨P2O5含量降低而降低，此時PbO與ZnO同時扮演雙重角色，一部份仍為網絡修飾劑；另一部份則類似玻璃形成劑，形成 PbO4 及 ZnO4四面體。進入玻璃網絡之數量隨玻璃含鉛量增加而增加，此增量並以 XPS定量分析得知。玻璃含鉛量增加，玻璃之Tg隨之降低，α 增大、耐水性變佳，此變化乃取決於進入玻璃網絡數量之多寡。