本发明属于节能新材料领域，具体地说就是一种低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料及其制备方法。
背景技术：
复合材料已成为世界材料领域的重要组成部分，已有400万种合成材料收入美国化学材料档案库名录。但玻璃与金属仍然无法合成真正的复合材料，这是因为玻璃电子绕原子核运行是圆形轨迹，金属电子绕原子核运行是椭圆形轨迹，所以时至今日，也无法将玻璃的高抗磨、耐腐蚀、低膨胀等性能优势与金属的高韧性、热、电传导能力完美结合起来。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料及其制备方法，解决现有技术中存在无法将玻璃的高抗磨、耐腐蚀、低膨胀等性能优势与金属的高韧性、热、电传导能力相结合的问题。
本发明的技术方案是：
一种低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料，按重量百分比计，微晶玻璃与金属铝复合材料的组成为：改性微晶玻璃粉60～63％，铝粉25～28％，玄武岩纤维与玻璃纤维的混杂纤维7～10％，调节剂3～5％；
其中，改性微晶玻璃粉的组成为：霞石正长岩粉20～23％，高铝土粉13～16％，方解石粉9～12％，铅锌矿粉29～31％，萤石粉10～13％，磁铁矿粉12～15％，改性微晶玻璃粉的晶化温度不超过660℃。
所述的低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料，改性微晶玻璃粉、铝粉、霞石正长岩粉、高铝土粉、方解石粉、铅锌矿粉、萤石粉、磁铁矿粉的粒度为200目～500目。
所述的低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料，玄武岩纤维和玻璃纤维的规格为：长度5～15mm，直径0.02～0.1毫米；玻璃纤维与玄武岩纤维的混杂纤维重 量比例为1：1；调节剂为凹凸棒土。
所述的低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料的制备方法，具体步骤如下：
按复合材料的组成，将所需原料加入真空混拌机中，混拌1～3小时后，添加纯度为70wt％的石蜡和纯度为95wt％的乙醇，石蜡和乙醇各占原料总量的8～12wt％，进入双轴真空挤出机按幅宽1600mm×厚80mm挤出带板，直接进入网带辊道窑，边加热、边碾压到成品所需厚度。
所述的低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料的制备方法，在网带辊道窑中烧成曲线：进窑预热，60℃保温1～3小时→核化，400℃保温1～3小时→烧结，700℃保温1～3小时→晶化，650℃保温1～3小时→退火，380℃保温1～3小时→50℃保温1～3小时出窑，共需10～15小时。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明采用微晶玻璃粉与金属铝粉复合，将原子半径较小的玻璃元素嵌入原子半径较大的铝元素晶格间隙中形成间隙化合物，使微晶玻璃的电子轨道与金属铝的电子轨道重合，实现无排斥融合。
2、本发明微晶玻璃与金属铝复合材料中，铝的熔点660℃，与微晶玻璃粉的晶化点650℃非常接近，而铝的相对密度2.70，与微晶玻璃粉也很接近。铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。铝具有导电性、韧性、抗氧化能力强，而微晶玻璃粉具有抗磨能力强的特点，由于本发明将微晶玻璃粉与金属铝粉完善结合，从而可以更理想地发挥微晶玻璃与金属铝的综合性能。
3、本发明微晶玻璃与金属铝复合材料可用于航空、航天材料，其成本大幅降低，生产工艺更为简单。
具体实施方式
在具体实施方式中，本发明采用变轨技术使微晶玻璃的电子轨道与金属铝的电子轨道重合，这种电子的变轨技术由发明专利：“利用污水发电生产微晶玻璃的化料器工艺及设备(专利号200910011250.4)”中所阐述的底插式电极化料器中得以实现。并且，采用本发明特定的低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料，使用改性微晶玻璃粉与金属铝粉的配合比例，只有合适的配合比例才能达到小原子(非金属)与大原子(金属)的严密嵌合。
下面，通过实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例中，按重量百分比计，微晶玻璃与金属铝复合材料的组成为：改性微晶玻璃粉61％，铝粉28％，玄武岩纤维与玻璃纤维的混杂纤维7％，调节剂4％；改性微晶玻璃粉的组成为：霞石正长岩粉22％，高铝土粉14％，方解石粉10％，铅锌矿粉30％，萤石粉11％，磁铁矿粉13％。
其中，改性微晶玻璃粉、铝粉、霞石正长岩粉、高铝土粉、方解石粉、铅锌矿粉、萤石粉、磁铁矿粉的粒度为300目。玄武岩纤维的规格为：长度5～15mm，直径0.05毫米；玻璃纤维与玄武岩纤维的混杂纤维重量比例为1：1；调节剂为凹凸棒土(凹凸棒土又称坡缕石Palygorskite或坡缕缟石，是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物)。
本实施例低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料的制备方法，具体步骤如下：
按复合材料的组成，将所需原料加入真空混拌机中，混拌3小时后，添加纯度为70wt％的石蜡和纯度为95wt％的乙醇，石蜡和乙醇各占原料总量的12wt％，进入双轴真空挤出机按幅宽1600mm×厚80mm挤出带板，直接进入网带辊道窑，边加热、边碾压到成品所需厚度。在网带辊道窑中烧成曲线如下：进窑预热，60℃保温1小时→核化，400℃保温3小时→烧结，700℃保温2小时→晶化，650℃保温2小时→退火，380℃保温3小时→50℃保温1小时出窑，共需12小时。
本实施例的复合材料应用于航空、航天材料，不但抗磨能力提高5～10倍，而且安全性能高，成本降低70％以上，粉尘和有害气体排出率降低90％以上。
实施例2
本实施例中，按重量百分比计，微晶玻璃与金属铝复合材料的组成为：改性微晶玻璃粉62％，铝粉27％，玄武岩纤维与玻璃纤维的混杂纤维8％，调节剂3％；改性微晶玻璃粉的组成为：霞石正长岩粉23％，高铝土粉13％，方解石粉10％，铅锌矿粉29％，萤石粉13％，磁铁矿粉12％。
其中，改性微晶玻璃粉、铝粉、霞石正长岩粉、高铝土粉、方解石粉、铅锌矿粉、萤石粉、磁铁矿粉的粒度为400目。玄武岩纤维的规格为：长度5～15mm，直径0.1毫米；玻璃纤维与玄武岩纤维的混杂纤维重量比例为1：1；调节剂为凹凸棒土。
本实施例低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料的制备方法，具体步骤如下：
按复合材料的组成，将所需原料加入真空混拌机中，混拌1小时后，添加纯 度为70wt％的石蜡和纯度为95wt％的乙醇，石蜡和乙醇各占原料总量的8wt％，进入双轴真空挤出机按幅宽1600mm×厚80mm挤出带板，直接进入网带辊道窑，边加热、边碾压到成品所需厚度。在网带辊道窑中烧成曲线如下：进窑预热，60℃保温1小时→核化，400℃保温2小时→烧结，700℃保温3小时→晶化，650℃保温3小时→退火，380℃保温2小时→50℃保温1小时出窑，共需12小时。
本实施例的复合材料应用于航空、航天材料，不但抗磨能力提高5～10倍，而且安全性能高，成本降低70％以上，粉尘和有害气体排出率降低90％以上。
实施例3
本实施例中，按重量百分比计，微晶玻璃与金属铝复合材料的组成为：改性微晶玻璃粉63％，铝粉26％，玄武岩纤维与玻璃纤维的混杂纤维8％，调节剂3％；改性微晶玻璃粉的组成为：霞石正长岩粉20％，高铝土粉16％，方解石粉9％，铅锌矿粉30％，萤石粉10％，磁铁矿粉15％。
其中，改性微晶玻璃粉、铝粉、霞石正长岩粉、高铝土粉、方解石粉、铅锌矿粉、萤石粉、磁铁矿粉的粒度为500目。玄武岩纤维的规格为：长度5～15mm，直径0.02毫米；玻璃纤维与玄武岩纤维的混杂纤维重量比例为1：1；调节剂为凹凸棒土。
本实施例低晶化点微晶玻璃与金属铝复合材料的制备方法，具体步骤如下：
按复合材料的组成，将所需原料加入真空混拌机中，混拌2小时后，添加纯度为70wt％的石蜡和纯度为95wt％的乙醇，石蜡和乙醇各占原料总量的10wt％，进入双轴真空挤出机按幅宽1600mm×厚80mm挤出带板，直接进入网带辊道窑，边加热、边碾压到成品所需厚度。在网带辊道窑中烧成曲线如下：进窑预热，60℃保温2小时→核化，400℃保温2小时→烧结，700℃保温2小时→晶化，650℃保温2小时→退火，380℃保温2小时→50℃保温2小时出窑，共需12小时。
本实施例的复合材料应用于航空、航天材料，不但抗磨能力提高5～10倍，而且安全性能高，成本降低70％以上，粉尘和有害气体排出率降低90％以上。
实施例结果表明，本发明实现完美嵌合的工艺条件，即关键的加热曲线，当然无论是基础的玻璃粉电子变轨，还是二次复合粉末的原子嵌合都离不开调节剂的促进作用，而适宜的热处理工艺更是微玻铝复合新材料电化学平衡的关键技术。