【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及玻璃領(lǐng)域，特別涉及一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、隨著航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)材料的要求也越來越高。傳統(tǒng)的有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃等透明材料雖然具有良好的透光性，但其強(qiáng)度和韌性較低，難以滿足高速、高過載、高可靠性的使用要求。因此，開發(fā)一種兼具高強(qiáng)度、高韌性、低密度、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能的透明微晶玻璃材料，對(duì)于提高飛行器的性能和可靠性具有重要意義。
2、目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開展了大量關(guān)于透明微晶玻璃材料的研究工作，并取得了一定的進(jìn)展。但由于透明微晶玻璃材料的制備工藝復(fù)雜，成本較高，限制了其在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此，需要進(jìn)一步優(yōu)化透明微晶玻璃材料的制備工藝，降低成本，提高性能，以滿足航空航天領(lǐng)域的需求。
3、常用的飛機(jī)玻璃分為三大類，有機(jī)玻璃、無機(jī)玻璃、復(fù)合材料玻璃：有機(jī)玻璃具有透光性好、重量輕、強(qiáng)度高、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)，但其耐熱性較差，易老化。無機(jī)玻璃：具有耐熱性好、耐化學(xué)腐蝕性好、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但其重量較重，透光性較差。復(fù)合材料玻璃：具有重量輕、強(qiáng)度高、耐熱性好、透光性好等優(yōu)點(diǎn)，但其成本較高，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。總的來說，飛機(jī)玻璃的種類有很多，不同種類的飛機(jī)玻璃有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體的使用要求和環(huán)境來選擇合適的玻璃。
4、現(xiàn)有技術(shù)(cn103449718b)公開了一種玻璃組合物及由其制成的高強(qiáng)度平板玻璃、制法和應(yīng)用，專利技術(shù)涉及一種玻璃的組合物，該組成為(wt％)：sio2?60～70、al2o3?5～13、na2o?6～12、k2o?1
5、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本申請(qǐng)要解決市面上航空器用微晶玻璃整體質(zhì)量偏重，航空器用玻璃在飛機(jī)飛行過程中，風(fēng)阻、氣流等的抗沖擊的硬度、抗沖擊強(qiáng)度一般的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、專利技術(shù)目的：本專利技術(shù)的目的是提供一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃及其制備方法，使航空器用微晶玻璃整體輕量化，提高飛機(jī)飛行過程中，風(fēng)阻、氣流等的抗沖擊的硬度、抗沖擊強(qiáng)度。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案：
3、本申請(qǐng)專利技術(shù)一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的原料包括：石英玻璃、硼硅玻璃、鋁硅玻璃、鋰鋁硅玻璃、酚醛有機(jī)氣凝膠、成核劑。
4、進(jìn)一步的，所述航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的原料按重量份計(jì)，包括：石英玻璃20～45份、硼硅玻璃20～40份、鋁硅玻璃12～20份、鋰鋁硅玻璃5～15份、酚醛有機(jī)氣凝膠5～10份、成核劑2～5份。
5、進(jìn)一步的，所述酚醛有機(jī)氣凝膠的制備原料包含：間氯苯酚、乙醛溶液、催化劑、有機(jī)纖維。
6、所述酚醛有機(jī)氣凝膠的制備，包括以下步驟：
7、(1)將有機(jī)纖維放入玻璃模具中，然后將間氯苯酚、乙醛溶液、去離子水、催化劑均勻混合后注入模具與有機(jī)纖維浸漬，靜置1～2h，得到溶膠；
8、(2)將溶膠水浴溫度設(shè)定為25～30℃，2～4h后溶膠固化為凝膠，逐漸將水溫提高至40～50℃，保溫1～2h，得到濕凝膠；
9、(3)將濕凝膠在常壓干燥爐內(nèi)80～95℃干燥2～3h，然后將干燥后的凝膠置于炭化爐中，氬氣保護(hù)下，升溫至800～900℃，升溫速率為5℃/min，保溫1.5～3小時(shí)后隨爐冷卻，得到酚醛有機(jī)氣凝膠。
10、進(jìn)一步的，所述有機(jī)纖維和間氯苯酚總質(zhì)量與乙醛溶液質(zhì)量比為1：5～10。
11、進(jìn)一步的，所述有機(jī)纖維為pan基纖維氈、黏膠基纖維氈、酚醛基纖維氈中的一種或多種混合。
12、進(jìn)一步的，所述催化劑質(zhì)量為間氯苯酚和乙醛溶液總質(zhì)量的0.5～1％，催化劑為無水碳酸鈉。
13、進(jìn)一步的，所述乙醛溶液濃度為25～50wt％；所述間氯苯酚與乙醛溶液質(zhì)量比為1：1～1.5。
14、進(jìn)一步的，所述成核劑為二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化二磷、三氧化二鉻中的一種或多種混合。
15、本專利技術(shù)還提供一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：稱取石英玻璃、硼硅玻璃、鋁硅玻璃、鋰鋁硅玻璃、酚醛有機(jī)氣凝膠、成核劑混合均勻，熔融、冷卻、結(jié)晶制得航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃。
16、更進(jìn)一步的，所述熔融過程為：在1400～1600℃下加熱8～12h；所述冷卻過程為：在1000～1200℃冷卻1～2h；所述結(jié)晶過程為：在600～700℃下結(jié)晶1～2h。
17、本專利技術(shù)提供了一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，自制酚醛有機(jī)氣凝膠，對(duì)凝膠工藝參數(shù)如原料配比、凝膠溫度、濃度等進(jìn)行研究，合成了一種高強(qiáng)度有機(jī)凝膠網(wǎng)絡(luò)骨架，在無需濕凝膠干燥前的溶劑置換步驟的情況下，經(jīng)直接水相常壓干燥制備出高強(qiáng)度凝膠，高催化劑濃度下，凝膠密實(shí)度較高，顆粒尺寸較小，孔隙較低，力學(xué)性能優(yōu)異。并且與玻璃材料復(fù)合，晶化后提高了航空器用透明微晶玻璃的硬度、抗沖擊性，并具有良好的隔溫效果。
18、有益效果：
19、本專利技術(shù)提供一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，采用具有高強(qiáng)度和低密度的材料酚醛有機(jī)氣凝膠，使得制備的玻璃輕量化，減少整機(jī)重量，并且與玻璃材料復(fù)合，晶化后提高了航空器用透明微晶玻璃的硬度、抗沖擊性，并具有良好的隔溫效果，在制備航空玻璃領(lǐng)域具有良好的前景。
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1.一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備原料包括：石英玻璃、硼硅玻璃、鋁硅玻璃、鋰鋁硅玻璃、酚醛有機(jī)氣凝膠、成核劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備原料按重量份計(jì)，包括：石英玻璃20～45份、硼硅玻璃20～40份、鋁硅玻璃12～20份、鋰鋁硅玻璃5～15份、酚醛有機(jī)氣凝膠5～10份、成核劑2～5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述酚醛有機(jī)氣凝膠的制備原料包含：間氯苯酚、乙醛溶液、催化劑、有機(jī)纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述酚醛有機(jī)氣凝膠的制備，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述有機(jī)纖維和間氯苯酚總質(zhì)量與乙醛溶液質(zhì)量比為1：5～10；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述催化劑質(zhì)量為間氯苯酚和乙醛溶液總
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述乙醛溶液濃度為25～50wt％；所述間氯苯酚與乙醛溶液質(zhì)量比為1：1～1.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述成核劑為二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化二磷、三氧化二鉻中的一種或多種混合。
9.權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：稱取石英玻璃、硼硅玻璃、鋁硅玻璃、鋰鋁硅玻璃、酚醛有機(jī)氣凝膠、成核劑混合均勻，熔融、冷卻、結(jié)晶制得航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備方法，其特征在于，所述熔融過程為：在1400～1600℃下加熱8～12h；所述冷卻過程為：在1000～1200℃冷卻1～2h；所述結(jié)晶過程為：在600～700℃下結(jié)晶1～2h。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備原料包括：石英玻璃、硼硅玻璃、鋁硅玻璃、鋰鋁硅玻璃、酚醛有機(jī)氣凝膠、成核劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃的制備原料按重量份計(jì)，包括：石英玻璃20～45份、硼硅玻璃20～40份、鋁硅玻璃12～20份、鋰鋁硅玻璃5～15份、酚醛有機(jī)氣凝膠5～10份、成核劑2～5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述酚醛有機(jī)氣凝膠的制備原料包含：間氯苯酚、乙醛溶液、催化劑、有機(jī)纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述酚醛有機(jī)氣凝膠的制備，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器用高強(qiáng)度輕量化透明微晶玻璃，其特征在于，所述有機(jī)纖維和間氯苯酚總質(zhì)量與乙醛溶液質(zhì)量比為1：5～10；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的航空器用高強(qiáng)度輕量...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王波，程俊華，趙國(guó)祥，陶佳駿，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：杭州乾智坤達(dá)新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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