专利名称：：一种玻璃/铝基复合材料的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种玻璃/铝基复合材料，具体说，是涉及一种主要由废玻璃和废钼组成的坡璃/铝基复合材料，属于复合材料
技术领域：
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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12万吨左右，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，又能克服玻璃脆性的缺点，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坡璃制品制备复合材料以再生利用，目前还未见有关报道。
发明内容本发明的目的在于提供一种主要由废玻璃和废铝组成的玻璃/铝基复合材料，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/钼基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃7~30%废钼60~90%添加剂1~10%以上三者之和为100%。所述废玻璃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。所述废铝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钼制品。所述添加剂为成型剂、结晶硅或粘结剂；如果添加剂为成型剂，其所占重量百分比以1~3%最佳；如果添加剂为结晶硅，其所占重量百分比以3~6%最佳；如果添加剂为粘结剂，其所占重量百分比以5~10%最佳。所述成型剂优选硬脂酸锌。所述粘结剂优选水玻璃。本发明所述的玻璃/铝基复合材料可釆用粉末冶金法、半固态搅拌法、液态挤压法或真空压力浸渍法制备而成。本发明所述的玻璃/铝基复合材料，其组分中90%~99%为废弃物，即废玻璃占7~30%，废铝占60~90%。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扬长避短，两类废弃物的优点得到了叠加，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本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃7%絲,结晶硅3%。所述废玻璃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。所述废铝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。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺如下1)将废玻璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成40~100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；3)向熔化的铝液中加入配比量的结晶硅，撹拌使生成销硅合金液体；4)将上述铝硅合金液体加入两段式加热搅拌炉的坩埚中，控制两段式加热搅拌炉的上段温度在600°C~680°C,下段温度在550°C~580°C;5)待铝硅合金液体冷却到576°C~660°C,即成半固态时，放入可调速、升降搅拌浆，搅拌半固态的铝硅合金，使形成以撹拌轴为对称中心的旋转涡流；6)按配比称量步骤1制备的坡璃粉，放入烘箱中预热到20CTC~400°C;7)—边搅拌，一边将预热后的玻璃粉加入旋转的涡流中；8)充分搅拌，使玻璃粉均勾分散在铝硅合金熔体中，其中搅拌速度为300-1000rpm,搅拌时间为10~60分钟；9)加热，使升温到浇铸温度，浇铸制成锭，即得玻璃/铝基复合材料。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，弹性模量为50Gpa，硬度为92HB。实施例2本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃30%废铝64%结晶硅6%。所述废玻璃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。所述废铝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M^WWtt^)品。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺同实施例1所述。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320Mpa,弹性模量为58Gpa，硬度为108HB。实施例3本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃9%废铝90%成型剂1%。所述废玻璃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。所述废铝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。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺如下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；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23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。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44^^^WWW^WIfW盈成及谷组成所占重量百分比为废玻璃29%废铝68%成型剂3%。所述废玻璃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。所述废铝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。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺同实施例3所述。经性能检测，本实施例所制备的坡璃/铝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。实施例5本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃30%废铝60%粘结剂10%。所述废玻璃来源于生活废弃物中的碎玻璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的坡璃门窗。所述废铝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。所述粘结剂为水玻璃。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺如下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)按配比称量玻璃粉、造孔剂和粘结剂，其中玻璃粉与造孔剂的比例之和为100%;3)搅拌上述物料使混合均匀；4)压制成型，最终压力为1020MPa,保压IO分钟，脱模，得到玻璃预制件坯体；§)#}##*#^结，热处最萵温度为700~750°C,升温速率为23。C/min,在最高温度下保温1~1.5小时；6)冷却炉温，冷却速度为rC/min~2°C/min,待玻璃预制件随炉冷却到15°C~30°C，用水浸泡玻璃预制件以脱除造孔剂；7)待浸泡24小时后，取出玻璃预制件，在20040(TC干燥1~5小时，即得有孔隙率的玻璃预制件；8)将废铝制品压制成铝块后放入坩锅中熔化，加热熔化的铝液至750°C;9)将步骤7制备的有孔隙率的玻璃预制件放入模具中，加热到450-500。C,然后将配比量的铝液倒入模具中，施加3050MPa压力，使铝液渗入整个玻璃预制件的孔隙中；10)待铝液开始凝固时，提高压力至90100MPa,然后保压11.5分钟，即得玻璃/铝基复合材料。经性能检测，本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的的性能数据见表l所示表1本实施例所制备的坡璃/铝基复合材料的性能数据<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>实施例6本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃25%废铝70%粘结剂5%。BWM^源于生活嚴羿物中的碎玻璃、玻璃瓶或建筑废弃物中的玻璃门窗。所述废铝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。所述粘结剂为水坡璃。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺同实施例5所述。经性能检测，本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的的性能数据见表2所示表2本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的性能数据密度g/cm32.53软化温度t:575线膨胀系数厂c电阻率)aQ.cm21.4弹性模量Gpa50抗拉强度Mpa108抗弯强度Mpa155抗压强度Mpa340布氏硬度HB120实施例7本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃15%废铝80%粘结剂5%。所述废玻璃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。所述废铝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。所述粘结剂为水玻璃。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺如下nW坡璃制品经清洗、晒干、球磨、筛分制成100-200目的玻璃粉；2)按配比称量玻璃粉、造孔剂和粘结剂，其中玻璃粉与造孔剂的比例之和为100%;3)搅拌上述物料使混合均匀；4)装入模具中，在压机上冷压成型得到圆柱体试块，最终压力为10~20MPa，保压10分钟，脱模，得到玻璃预制件坯体；5)对玻璃预制件坯体进行烧结，热处理的最高温度为667~70(TC,升温速率为2~3。C/min，在最高温度下保温0.5~1.0小时；6)冷却炉温，冷却速度为rC/min~2°C/min，待玻璃预制件随炉冷却到15°C~30°C,即得有孔隙率的玻璃预制件；7)将有孔隙率的玻璃预制件和压制成铝块的废铝制品装入真空压力浸渍成型容器中，当容器内达到lMPa真空度时，开始加热到铝熔化；8)将模具升液管插入铝液中，继续保持真空和通入惰性气体，使铝液在真空下渗入玻璃预制件的孔隙中，完成铝液浸渍；9)凝固后即得玻璃/铝基复合材料。经性能检测，本实施例所制备的坡璃/铝基复合材料的的性能数据见表3所示表3本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的性能数据测试项目试样尺寸(mm)结果拉伸强度4)3x647MPa压缩强度5x5x10MOMPa弯曲强度5x5x6087.8MPa硬度34.9HB实施例8本实施例提供的坡璃/铝基复合材料的组成及各组成所占重量百分比为废玻璃20%废销72.5%粘结剂7.5%。所述废玻璃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1、愤。所述废铝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。所述粘结剂为水玻璃。本实施例提供的玻璃/铝基复合材料的制备工艺同实施例7所述。经性能检测，本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的的性能数据见表4所示表4本实施例所制备的玻璃/铝基复合材料的性能数据测试项目试样尺寸(mm)结果拉伸强度4)3x64編pa压缩强度5x5x10142Mpa弯曲强度5x5x6090Mpa硬度35HB权利要求1.一种玻璃/铝基复合材料，其特征在于，其组成及各组成所占重量百分比为废玻璃7～30％废铝60～90％添加剂1～10％以上三者之和为100％。2.根据权利要求1所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述废玻璃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。3.根据权利要求l所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述废铝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1所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述添加剂为成型剂、结晶硅或粘结剂。5.根据权利要求4所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述成型剂所占重量百分比为1~3%。6.根据权利要求4所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述结晶硅所占重量百分比为3~6%。7.根据权利要求4所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述粘结剂所占重量百分比为5~10%。8.根据权利要求4所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述成型剂为硬脂酸锌。9.根据权利要求4所述的玻璃/铝基复合材料，其特征在于，所述粘结剂为水玻璃。全文摘要本发明公开了一种主要由废玻璃和废铝组成的玻璃/铝基复合材料，其组成及各组成所占重量百分比为废玻璃7～30％，废铝60～90％，添加剂1～10％，三者之和为100％。所述废玻璃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，添加剂为成型剂、结晶硅或粘结剂。本发明所述的玻璃/铝基复合材料，其组分中90％～99％为废弃物，其中的玻璃既是分散相又是增强相，使原来的两种废弃物的性能得到了扬长避短，两类废弃物的优点得到了叠加，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。文档编号C22C1/10GK101265539SQ20081003624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,李如燕,炎赵申请人:上海华威环保技术有限公司