一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料及其制备方法。它由二氧化硅、二氧化锌、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钠和二氧化钛混合后，依次经过烧结熔融、水淬、球磨和干燥制得。该微晶玻璃复合材料的不易膨胀、耐热冲击的性能较好，强度较高，耐磨损，耐腐蚀，使用寿命较差，不易脱落。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种复合材料，具体说是用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料及其制备方法。
技术介绍
金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。腐蚀时，在金属的表面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。因而，金属材料在使用时，其表面一般都会覆盖防腐材料。目前，行业内使用的金属表面防腐材料包括防腐漆和橡胶材料。防腐漆在高温下易膨胀脱落，耐热冲击的性能较差，且防腐漆的硬度和扰度较差，因而，强度较低，易磨损。橡胶材料本身的耐腐能力较小，而且橡胶材料的性能与使用温度的有关，使用温温度过低，橡胶会失去弹性，强度较低；使用温度过高会加速橡胶的老化，导致橡胶与金属材料的结合力较小，易脱落。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料及其制备方法，该微晶玻璃复合材料的不易膨胀、耐热冲击的性能较好，强度较高，耐磨损，耐腐蚀，使用寿命较差，不易脱落。为解决上述问题，提供以下技术方案：本专利技术的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料的特点是由以下质量份数的原料组成：二氧化硅51~65份；二氧化锌5~18份；二氧化锆1~9份；三氧化二铝17~25份；二氧化镁1.5~8.5份；二氧化钠2~11份；二氧化钛8~11份。本专利技术的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料的制备方法其特点是包括如下步骤：首先，制备母料按质量份取51~65份的二氧化硅、5~18份的二氧化锌、1~9份的二氧化锆、17~25份的三氧化二铝、1.5~8.5份的二氧化镁、2~11份的二氧化钠、8~11份的二氧化钛均匀混合制得母料。接着，烧结熔融将混合均匀的母料送入到熔窑中烧结，烧结温度为360~1170℃，使得母料融化呈玻璃体流液经熔窑的流道流入到料池中。然后，水淬利用加压水将料池中的玻璃体流液打碎成4~8mm颗粒。之后，球磨用净水、酒精按重量比1：1~1：2混合后作为分散剂与水淬的颗粒按重量比1：0.8~1：2配制后，再利用球磨机将配比物球磨到180~220目。最后，干燥利用干燥机将球磨后的配比物干燥成粉末，即制得用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料。其中，所述制备母料步骤中的二氧化硅、二氧化锌、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钠和二氧化钛均是通过60~80目筛子筛选后的。所述制备母料步骤中的二氧化锆为纳米二氧化锆。所述加压水为经过加压水枪的常温水。所述干燥步骤中使用的干燥机为自动喷雾干燥机。采取以上方案，具有以下优点：由于本专利技术的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料由二氧化硅、二氧化锌、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钠和二氧化钛混合后依次经过烧结熔融、水淬和干燥后制得。该微晶玻璃复合材料在高温下不会出现膨胀现象，耐热冲击的性能较好，且硬度和扰度较高，因而，强度高，不易磨损。而且，该微晶玻璃复合材料的耐腐蚀性强，且其本身的性能不受温度影响，使用寿命较长，与金属材料的结合力好，不易脱落。具体实施方式以下对本专利技术做进一步详细说明。实施例一本实施例的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料是由以下质量份数的原料组成：二氧化硅51份；二氧化锌5份；二氧化锆1份；三氧化二铝17份；二氧化镁1.5份；二氧化钠2份；二氧化钛8份。该用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料的制备方法包括如下步骤：首先，制备母料将二氧化硅、二氧化锌、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钠和二氧化钛均通过60目筛子筛选后，按质量份取51份的二氧化硅、5份的二氧化锌、1份的二氧化锆、17份的三氧化二铝、1.5份的二氧化镁、2份的二氧化钠、8份的二氧化钛均匀混合制得母料。其中，所述二氧化锆为纳米二氧化锆。接着，烧结熔融将混合均匀的母料送入到熔窑中烧结，烧结温度为360℃，使得母料融化呈玻璃体流液经熔窑的流道流入到料池中。然后，水淬用加压水枪内的常温水将料池中的玻璃体流液打碎成4mm颗粒。之后，球磨用净水、酒精按重量比1：1混合后作为分散剂与水淬的颗粒按重量比1：0.8配制后，再利用球磨机将配比物球磨到180目。最后，干燥利用自动喷雾干燥机将球磨后的配比物干燥成粉末，即制得用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料。实施例二本实施例的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料是由以下质量份数的原料组成：二氧化硅65份；二氧化锌18份；二氧化锆9份；三氧化二铝25份；二氧化镁8.5份；二氧化钠11份；二氧化钛11份。该用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料的制备方法包括如下步骤：首先，制备母料将二氧化硅、二氧化锌、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钠和二氧化钛均通过80目筛子筛选后，按质量份取65份的二氧化硅、18份的二氧化锌、9份的二氧化锆、25份的三氧化二铝、8.5份的二氧化镁、11份的二氧化钠、11份的二氧化钛均匀混合制得母料。其中，所述二氧化锆为纳米二氧化锆。接着，烧结熔融将混合均匀的母料送入到熔窑中烧结，烧结温度为1170℃，使得母料融化呈玻璃体流液经熔窑的流道流入到料池中。然后，水淬用加压水枪内的常温水将料池中的玻璃体流液打碎成8mm颗粒。之后，球磨用净水、酒精按重量比1：2混合后作为分散剂与水淬的颗粒按重量比1：2配制后，再利用球磨机将配比物球磨到220目。最后，干燥利用自动喷雾干燥机将球磨后的配比物干燥成粉末，即制得用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料。实施例三本实施例的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料是由以下质量份数的原料组成：二氧化硅58份；二氧化锌12份；二氧化锆5份；三氧化二铝21份；二氧化镁5份；二氧化钠6份；二氧化钛9.5份。该用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料的制备方法包括如下步骤：首先，制备母料将二氧化硅、二氧化锌、二氧化锆、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钠和二氧化钛均通过70目筛子筛选后，按质量份取58份的二氧化硅、12份的二氧化锌、5份的二氧化锆、21份的三氧化二铝、5份的过二氧化镁、6份的二氧化钠、9.5份的二氧化钛均匀混合制得母料。其中，所述二氧化锆为纳米二氧化锆。接着，烧结熔融将混合均匀的母料送入到熔窑中烧结，烧结温度为765℃，使得母料融化呈玻璃体流液经熔窑的流道流入到料池中。然后，水淬用加压水枪内的常温水将料池中的玻璃体流液打碎成6mm颗粒。之后，球磨用净水、酒精按重量比1：1.5混合后作为分散剂与水淬的颗粒按重量比1：1.4配制后，再利用球磨机将配比物球磨到200目。最后，干燥利用自动喷雾干燥机将球磨后的配比物干燥成粉末，即制得用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料。本专利技术的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料能满足金属表面的零膨胀、高强度、耐热冲击、耐磨损、耐腐蚀等特殊性能，添加适量纳米二氧化锆成核剂，控制析出晶相和玻璃晶相比例，从而获得更多的晶相晶粒。这种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料硬度达到莫氏6级以上（维氏硬度5.5~9.5GPa）、抗压强度1.5GPa、抗弯轻度220MPa、拉伸强度152MPa、抗冲击强度11MPa，可以在360℃高温环境中服役（比热容达到7.5×102~9.4×102J/（kg·本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料，其特征在于由以下质量份数的原料组成：二氧化硅51~65份；二氧化锌5~18份；二氧化锆1~9份；三氧化二铝17~25份；二氧化镁1.5~8.5份；二氧化钠2~11份；二氧化钛8~11份。

【技术特征摘要】
1.一种用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料，其特征在于由以下质量份数的原料组成：二氧化硅51~65份；二氧化锌5~18份；二氧化锆1~9份；三氧化二铝17~25份；二氧化镁1.5~8.5份；二氧化钠2~11份；二氧化钛8~11份。2.如权利要求1所述的用于金属表面防护的微晶玻璃复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：首先，制备母料按质量份取51~65份的二氧化硅、5~18份的二氧化锌、1~9份的二氧化锆、17~25份的三氧化二铝、1.5~8.5份的二氧化镁、2~11份的二氧化钠、8~11份的二氧化钛均匀混合制得母料；接着，烧结熔融将混合均匀的母料送入到熔窑中烧结，烧结温度为360~1170℃，使得母料融化呈玻璃体流液经熔窑的流道流入到料池中；然后，水淬利用加压水将料池中的玻璃体流液打碎成4~8mm颗粒；之后，球磨用净水、酒精按重量比1：1~1：2混...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏东，
申请(专利权)人：无锡麦格拉斯新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32