一种异形可加工玻璃陶瓷的制备方法

文档序号:2004133阅读:547来源:国知局

专利名称::一种异形可加工玻璃陶瓷的制备方法
技术领域
:本发明涉及可加工玻璃陶瓷制备领域,尤其涉及一种基础玻璃在热处理过程中可塑变形制备异形玻璃陶瓷的方法。
背景技术
:陶瓷材料具有超硬、耐磨、高熔点、高电阻率、导热、耐化学腐蚀等特殊性能,但是对于绝大多数陶瓷材料来讲,比较难于机械加工。传统陶瓷的加工方法有机械加工法、化学法、光学法、力学法、电化学法、电学法等。这些加工方法中,机械加工方法的效率高,因而在工业上获得广泛应用,陶瓷加工虽然方法众多,但加工成本很高,加工效率低,加工精度差,其主要原因之一是陶瓷的硬度非常高。对于传统陶瓷的加工,未烧体或焙烧体主要用切削加工进行粗加工,烧结后用磨削进行精加工,存在的问题是加工刀具费用大,陶瓷的切削加工需使用高价的烧结金刚石、CBN刀具,精加工也是以金刚石砂轮为主,因此刀具费用要高出金属切削所用刀具数十倍至百倍,此外,陶瓷的强度对于加工条件是敏感的,难于实现高效率加工。可加工玻璃陶瓷的出现为解决陶瓷材料的可加工性提供了可能。可加工玻璃陶瓷除具有一般陶瓷材料所具有的优点外,更突出的特性是其具有机加工性能,可用通用机械加工工具和设备进行车、铣、包U、磨、锯、切和攻丝等加工。同时可加工陶瓷的抗热冲击性能非常好,从80(TC急冷至0。C不破碎,20(TC急冷到0'C强度不变化。因此可加工玻璃陶瓷可广泛应用汽车、军工、航空航天、精密仪器、医疗设备、电真空器件、电子束暴光机、纺织机械、传感器、质谱仪和能谱仪等,它比氮化硼强度高,放气率低;比聚四氟乙烯耐高温,不变形,不变质。但是由于可加工玻璃陶瓷熔化玻璃时温度较高,对其成型工艺不容易操作;同时可加工玻璃陶瓷的基础玻璃黏度大、流动性差,成型的操作温度区间较小,所以形成的基础玻璃的形状以棒状或板状为主。热处理工艺对形成玻璃陶瓷材料的可加工性能非常关键,合理的热处理制度是获得可加工性的保证。在热处理过程中,基础玻璃通过形核和析晶得到所需组织结构的玻璃陶瓷材料。一般认为,如果基础玻璃材料在热处理过程中发生变形的话将影响材料的性能,同时使材料的形状难于控制,因此避免材料在热处理过程中的变形是大家一直努力的方向。通常情况下整个过程中,通过调整热处理加热速度和温度使基础玻璃保持原来的形状,即热处理完成后,玻璃陶瓷保持其基础玻璃的棒状或板状,最终材料的复杂形状主要通过机械加工完成,这样对于各种形状复杂,尺寸精确的异形件来讲,需要的加工余量就比较大,必然会造成材料的浪费和加工费用的增加。
发明内容为减少可加工玻璃陶瓷的加工余量、节省原料、降低加工费用,本发明提供了一种异形可加工玻璃陶瓷的制备方法。本发明一种异形可加工玻璃陶瓷的制备方法,是将所需原料按比例混合均匀;在高温炉中进行熔化处理;将玻璃熔体浇铸到模具中空冷得到基础玻璃;将基础玻璃热处理形成玻璃陶瓷;特点是将基础玻璃放入所需形状的模具或垫片中,在压力下进行热处理得到异形可加工玻璃陶瓷材料;热处理过程中首先使基础玻璃快速升温,使基础玻璃在析晶前具有塑性变形能力;然后在一定压力下变形,得到所需的形状后,在析晶温度下保温使析晶进行,析晶完成后玻璃陶瓷材料的形状和性能稳定且具有可加工性。为了达到相应的工艺条件,一般采用在热处理过程中,升温速度为lO^OcCmin^温度达到880950°C、保温时间2~5h、压力1050MPa。本发明是利用基础玻璃在热处理过程中,通过快速升温,抑制基础玻璃的析晶,保留大量的玻璃相存在。这样随着热处理温度的提高,基础玻璃的黏度下降,在达到一定温度时,可具备一定的塑性变形能力,这样可通过所需形状的模具或垫片和施加一定的压力改变玻璃陶瓷材料的形状,制备异形可加工玻璃陶瓷材料。由于基础玻璃在热处理过程中快速升温,抑制了玻璃的析晶,使基础玻璃在达到析晶温度时以玻璃相为主,具有塑性变形能力,然后在析晶温度下保温使析晶进行,随着玻璃中析晶的进行,玻璃相减少,晶体相增多,玻璃陶瓷的黏度增大,这样析晶完成后,玻璃陶瓷中以晶体相为主,玻璃陶瓷材料形状和性能稳定且具有可加工性。本发明利用基础玻璃热处理过程中的变形制备异形的可加工陶瓷的加工余量下降3%30%,加工费用下降5%~15%,这样在玻璃析晶完成后,不仅可保证玻璃陶瓷材料形状和性能的稳定,而且也能保证其具有可加工性。此发明改善传统可加工玻璃陶瓷制备过程中主要依靠机械加工制作较薄、复杂构件的缺点,大幅度减少了加工过程中的损耗,降低可加工玻璃陶瓷的生产成本。具体实施方式<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种异形可加工玻璃陶瓷的制备方法,是将所需原料按比例混合均匀;在高温炉中进行熔化处理;将玻璃熔体浇铸到模具中空冷得到基础玻璃;将基础玻璃热处理形成玻璃陶瓷,其特征在于所述将基础玻璃热处理是将基础玻璃放入所需形状的模具或垫片中,在压力下进行热处理得到异形可加工玻璃陶瓷材料;热处理过程中首先使基础玻璃快速升温,使基础玻璃在析晶前具有塑性变形能力;然后在一定压力下变形,得到所需的形状后,在析晶温度下保温使析晶进行,析晶完成后玻璃陶瓷材料的形状和性能稳定且具有可加工性。2.如权利要求1所述的异形可加工玻璃陶瓷的制备方法,其特征在于,所述热处理过程中,升温速度为1020。Cmin"、温度达到880950、保温时间2~5h、压力1050MPa。全文摘要本发明一种异形可加工玻璃陶瓷的制备方法,涉及可加工玻璃陶瓷制备领域。特点是将基础玻璃放入所需形状的模具或垫片中,在压力下进行热处理得到异形可加工玻璃陶瓷材料;热处理过程中首先使基础玻璃快速升温,达到使基础玻璃在析晶前具有塑性变形能力;然后在析晶温度下保温使析晶进行。这样在玻璃析晶完成后,不仅可保证玻璃陶瓷材料形状和性能的稳定,而且也能保证其具有可加工性,该发明改善传统可加工玻璃陶瓷制备过程中主要依靠机械加工制作较薄、复杂构件的缺点,大幅度减少了加工过程中的损耗,降低可加工玻璃陶瓷的生产成本。文档编号C03B32/00GK101209892SQ20071011585公开日2008年7月2日申请日期2007年12月25日优先权日2007年12月25日发明者岳雪涛,张丰庆,徐丽娜,田清波申请人:山东建筑大学材料科学研究所
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1