专利名称：一种玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃/铝基复合材料的制备工艺，具体说，是涉及一种玻 璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺，属于复合材料技术领域。
背景技术：
每天工业生产及生活中产生的大量废弃物不仅严重污染环境，还会造成大量可用资源的浪费。例如铝质易拉罐每年消耗12万口屯左右，如果回收处理 不当，废铝易拉罐将形成庞大的污染源，给环境保护带来很大的困难；另外， 玻璃在民用和工业中的应用也很广泛，例如建筑中的窗格玻璃、化工及医疗卫 生部门所用的玻璃器皿、汽车工业中的挡风玻璃、人们生活中的罐头瓶、饮料 瓶、酒瓶及很多玻璃装饰材料及功能材料等，随着人们生活水平的提高，玻璃 制品的用量逐年攀升，虽然玻璃用途极为广泛，但它性脆，属易耗、易损品， 所以废弃玻璃占居民垃圾的比例也不容忽视，处理不当不但会伤害人畜，也是 极大的资源浪费。解决这些问题的最佳方法是将这些废弃物再生利用。众所周知铝韧性好但硬度低，玻璃硬度高但具有脆性，如果将两者结合 制成玻璃/铝基复合材料，其中玻璃既是分散相又是增强相，则能使两者性能 扬长避短既能保留铝韧性好的优点，又能克服铝硬度低的缺点；既能保留玻 璃硬度高的优点，又能克服坡璃脆性的缺点，可以代替木材、钢材、塑材，得 到广泛应用。但如何利用废弃的铝制品和玻璃制品制备复合材料以再生利用， 目前还未见有关报道，尤其是以粉末冶金法制备这样的玻璃/铝基复合材料更 未见报道。发明内容本发明的目的在于提供一种以废铝和废玻璃为主要原料，釆用粉末冶 金法制备玻璃/铝基复合材料的工艺，以填补现有技术的空白，实现废弃铝制 品和废弃玻璃制品的再生利用。为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现 本发明提供的玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺包括以下步骤1) 将废坡璃制品经清洗、、晒干、球磨、筛分制成100~200目的玻璃粉；2) 将废铝制品压制成铝块，然后放入坩锅中熔化，精炼后雾化制成100 ~ 200目的铝粉；3) 将上述玻璃粉、铝粉及成型剂按配比混合均匀，其中玻璃粉9~29%， 铝粉68~卯％,成型剂1~3%,以上比例为重量百分比；4) 将上述混合体装入模壁涂有成型剂的阴模，合上阳模进行施压；5) 在50~ 100Mpa的压力下压制粉末混合体使成为坯块，保压0.5 ~ 1分钟，脱模得到预制块；6) 将预制块在氮气气氛下烧结，炉温的升温速度为3 4'C/min,烧结温度 为600°C ~700°C，保温时间为2 3小时；7) 冷却炉温，冷却速度为rC/min~2°C/min,待冷却到15°C ~ 30°C ，即得 玻璃/铝基复合材料。所述废玻璃制品来源于生活废弃物中的碎玻璃、坡璃瓶或建筑废弃物中的 玻璃门窗。所述废铝制品来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中的铝型 材门窗或工业废弃物中的报废铝制品。 所述成型剂为硬脂酸锌。所述氮气为普通氮气经酸碱洗涤净化、千燥剂充分干燥后的氮气。 用本发明所述工艺制备的坡璃/铝基复合材料，其组分中97%~99%为废 弃物，即废坡璃占9~29%，废铝占68-90%。其中的玻璃既是分散相又是增 强相，所制备的废弃物复合材料使原来的两种废弃物的性能得到了扬长避短， 两者的优点得到了叠加，致使这两类再生资源的价值倍增，具有明显的社会、 经济、环境三大效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明 实施例1本实施例的玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺包括以下步骤1) 将废玻璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成100-200目的玻璃粉；2) 将废铝制品压制成铝块，然后放入坩锅中熔化，精炼后雾化制成100~ 200目的铝粉;3) 将上述坡璃粉、铝粉及成型剂按重量配比混合均匀，其中玻璃粉19 %，铝粉79%，成型剂2%;4) 将上述混合体装入模壁涂有成型剂的阴模，合上阳模进行施压；5) 在100Mpa的压力下压制粉末混合体使成为坯块，保压0.5分钟，脱模 得到预制块；6) 将预制块在氮气气氛下烧结，炉温的升温速度为3~4°C/min，烧结温度 为70(TC，保温时间为3小时；7) 冷却炉温，冷却速度为1.5°C/min，待冷却到15°C ~ 3(TC,即得坡璃/铝 基复合材料。上述废玻璃制品来源于生活废弃物中的碎玻璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的 玻璃门窗，废铝制品来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中的铝型 材门窗或工业废弃物中的报废铝制品，成型剂为硬脂酸锌。上述氮气为普通氮气经酸碱洗涤净化、干燥剂充分干燥后的氮气。经性能检测，本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的抗压强度为 300Mpa，抗拉强度为95Mpa，硬度为HB92,密度为2.23g/cm3。实施例2本实施例的玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺包括以下步骤1) 将废玻璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成100-200目的玻璃粉；2) 将废铝制品压制成铝块，然后放入坩锅中熔化，精炼后雾化制成100~ 200目的铝粉；3) 将上述坡璃粉、铝粉及成型剂按重量配比混合均匀，其中玻璃粉9%, 铝粉90%,成型剂占1%;4) 将上述混合体装入模壁涂有成型剂的阴模，合上阳模进行施压；5) 在50Mpa的压力下压制粉末混合体使成为坯块，保压1分钟，脱模得到 预制块；6) 将预制块在氮气气氛下烧结，炉温的升温速度为3 4。C/min,烧结温度 为60(TC，保温时间为2小时；7)冷却炉温，冷却速度为1.5°C/min,待冷却到15°C ~ 3(TC,即得玻璃/铝 基复合材料。上述废玻璃制品来源于生活废弃物中的碎坡璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的 玻璃门窗，废铝制品来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中的铝型 材门窗或工业废弃物中的报废铝制品，成型剂为硬脂酸锌。上述氮气为普通氮气经酸碱洗涤净化、干燥剂充分干燥后的氮气。经性能检测，本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的抗压强度为 309Mpa，抗拉强度为87Mpa，硬度为105HB,密度为2.41g/cm3。实施例3本实施例的玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺包括以下步骤1) 将废坡璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成100~200目的玻璃粉；2) 将废铝制品压制成铝块，然后放入坩锅中熔化，精炼后雾化制成100~ 200目的销粉；3) 将上述玻璃粉、铝粉及成型剂按重量配比混合均匀，其中玻璃粉29 %，铝粉68%，成型剂3%;4) 将上述混合体装入模壁涂有成型剂的阴模，合上阳模进行施压；5) 在70Mpa的压力下压制粉末混合体使成为坯块，保压0.7分钟，脱模得 到预制块；6) 将预制块在氮气气氛下烧结，炉温的升温速度为3~4°C/min,烧结温度 为650'C,保温时间为2.5小时；7) 冷却炉温，冷却速度为1.5°C/min，待冷却到15°C ~ 3(TC,即得玻璃/铝 基复合材料。上述废玻璃制品来源于生活废弃物中的碎坡璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的 玻璃门窗，废铝制品来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中的铝型 材门窗或工业废弃物中的报废铝制品，成型剂为硬脂酸锌。上述氮气为普通氮气经酸碱洗涤净化、干燥剂充分千燥后的氮气。 经性能检测，本实施例所制备的玻璃/钼基复合材料的抗压强度为 331MPa，抗拉强度为78MPa，硬度为112HB,密度为2.47g/cm3。
权利要求
1.一种玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤1)将废玻璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成100～200目的玻璃粉；2)将废铝制品压制成铝块，然后放入坩锅中熔化，精炼后雾化制成100～200目的铝粉；3)将上述玻璃粉、铝粉及成型剂按配比混合均匀，其中玻璃粉9～29％，铝粉68～90％，成型剂1～3％，以上比例为重量百分比；4)将上述混合体装入模壁涂有成型剂的阴模，合上阳模进行施压；5)在50～100Mpa的压力下压制粉末混合体使成为坯块，保压0.5～1分钟，脱模得到预制块；6)将预制块在氮气气氛下烧结，炉温的升温速度为3～4℃/min，烧结温度为600℃～700℃，保温时间为2～3小时；7)冷却炉温，冷却速度为1℃/min～2℃/min，待冷却到15℃～30℃，即得玻璃/铝基复合材料。
2. 根据权利要求l所述的坡璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺，其 特征在于，所述废玻璃制品来源于生活废弃物中的碎玻璃、坡璃瓶或建筑废 弃物中的玻璃门窗。
3. 根据权利要求l所述的坡璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺，其 特征在于，所述废铝制品来源于生活废弃物中的废铝易拉罐或建筑废弃物中 的铝型材门窗或工业废弃物中的报废铝制品。
4. 根据权利要求l所述的坡璃/销基复合材料的粉末冶金法制备工艺，其 特征在于，所述成型剂为硬脂酸锌。
5. 根据权利要求l所述的玻璃/铝基复合材料的粉末冶金法制备工艺，其 特征在于，所述氮气为普通氮气经酸碱洗涤净化、干燥剂充分干燥后的氮气。
全文摘要
本发明公开了一种以废铝和废玻璃为主要原料，采用粉末冶金法制备玻璃/铝基复合材料的工艺。所述工艺制备的玻璃/铝基复合材料中97％～99％为废弃物，即废玻璃占9～29％，废铝占68～90％，其中的玻璃既是分散相又是增强相，使两种废弃物的性能得到了扬长避短，优点得到了叠加，致使废弃铝制品和废弃玻璃制品这两类再生资源的价值倍增，具有明显的社会、经济、环境三大效益，填补了现有技术的空白。
文档编号C22C21/00GK101265532SQ200810036238
公开日2008年9月17日 申请日期2008年4月18日 优先权日2008年4月18日
发明者孙可伟, 艺 张, 李如燕 申请人:上海华威环保技术有限公司