一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，本发明专利技术提供的空心玻璃微珠在已有的强度基础上，通过物理法对空心玻璃微珠进行后期处理，使较大粒径的空心玻璃微珠破碎，因而使得平均粒径降低，此外，快速冷却过程中在薄壁内外形成的应力差使空心玻璃微珠抗压强度提升，本发明专利技术克服现有技术的不足，具有可实施性高、强化效果明显等优点。强化效果明显等优点。强化效果明显等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法


[0001]本专利技术涉及空心玻璃微珠加工
，具体涉及一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法。

技术介绍

[0002]空心玻璃微珠(Hollow Glass Microspheres，简称HGMs)是一种空心结构的无机非金属球状材料，主要成分是SiO2、Al2O3等，具有密度低、强度高、导热系数低、分散性好、稳定性高、流动性好的优点，同时耐火耐腐蚀、防辐射、自润滑、低吸水吸油、隔音隔热等性能优异；空心玻璃微珠作为玻璃钢、人造大理石、人造玛瑙等复合材料、隔热涂料等的填料，被广泛应用于石油工业、航空航天、新型高速列车、汽车轮船等领域，起到减轻产品重量、降低制造成本、提高隔音隔热、耐火度、绝缘性能等作用，被誉为21世纪的“空间时代材料”。
[0003]空心玻璃微珠的主要指标有：抗压强度、真密度、漂浮率、流动性及粒径，其中抗压强度是最为关注的指标之一，在汽车复合材料、隔热涂料等应用中起着关键作用，空心玻璃微珠的抗压强度主要来源于空心玻璃微珠的球形结构和玻璃外壳的自身强度。物理钢化法是玻璃强化的主要方法之一，通过将玻璃加热至软化温度附近后迅速冷却，表面急剧收缩形成压应力，内部冷却较慢形成张应力，通过应力差使其强度提升。
[0004]相对于国外的空心玻璃微珠，国内生产的空心玻璃微珠强度较低，性能较差。国内对空心玻璃微珠强度提升的研究主要在改进配方以及制备工艺过程中，此外，空心玻璃微珠后期处理的研究更多的偏向于对空心玻璃微珠表面进行金属离子的包覆，测试金属包覆后粉体对电磁屏蔽的增强作用以及填充在高分子材料中对材料性能的影响。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，通过对空心玻璃微珠进行高温热处理，然后将处于高温状态的空心玻璃微珠粉体放入淬火介质中进行冷却，实现提高空心玻璃微珠抗压强度的目的。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，包括如下步骤：
[0008](1)高温热处理：将空心玻璃微珠粉体放入马弗炉中进行高温热处理，当马弗炉达到设定温度后，进行保温；
[0009](2)淬火处理：将高温热处理后的粉体放入淬火介质中进行冷却，然后进行抽滤、烘干。
[0010]优选的，步骤(1)中，高温热处理的温度为500
‑
600℃。
[0011]进一步优选的，高温热处理的温度可以选择500℃、510℃、520℃、530℃540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、600℃。
[0012]优选的，步骤(1)中，马弗炉的升温速率为2.5
‑
10℃/min。
[0013]进一步优选的，马弗炉的升温速率可以选择2.5℃/min、5℃/min、7.5℃/min、10
℃/min。
[0014]优选的，步骤(1)中，保温时间为30
‑
40min。
[0015]优选的，步骤(2)中，淬火介质为纯水、淬火油或盐溶液。
[0016]进一步优选的，淬火介质选择为氯化钾溶液。
[0017]优选的，步骤(2)中，冷却时，机械搅拌的转速为300
‑
500r/min，机械搅拌的时间为5
‑
10min。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0019]本专利技术提供的空心玻璃微珠在已有的强度基础上，通过物理法对空心玻璃微珠进行后期处理，使较大粒径的空心玻璃微珠破碎，因而使得平均粒径降低，此外，快速冷却过程中在薄壁内外形成的应力差使空心玻璃微珠抗压强度提升。
附图说明
[0020]图1为空心玻璃微珠粉体在不同处理工艺条件下的流程示意图；
[0021]图2为空心玻璃微珠粉体在不同处理工艺条件下的电镜图，其中图2(a)为实施例1所制备的空心玻璃微珠的电镜图，图2(b)为实施例2所制备的空心玻璃微珠的电镜图，图2(c)为实施例3所制备的空心玻璃微珠的电镜图。
具体实施方式
[0022]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0023]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0024]本专利技术选用空心玻璃微珠的型号为GS46，产品抗压强度为30MPa。
[0025]实施例1
[0026]一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，包括如下步骤：
[0027](1)称量25g空心玻璃微珠粉体放入100mL陶瓷坩埚中，在马弗炉中以5℃/min升温速率加热至580℃并保温30min；
[0028](2)取出高温热处理后的粉体迅速放入300mL纯水中冷却，机械搅拌5min，转速为300r/min，然后将空心玻璃微珠进行真空泵抽滤，并在105℃烘箱中烘干。
[0029]抗压强度测试：用Autopore IV 9500型压汞仪测量样品的抗压强度，测试过程中设置一定的加压速率，根据压力
‑
累积进汞量曲线获得体积破碎率和抗压强度之间的对应关系，粉体以体积破碎率为25％时对应的压力作为抗压强度衡量标准，在5℃/min的升温速率下，粉体在580℃的抗压强度最高为46.3MPa，比粉体原样的抗压强度提升了54.3％。
[0030]实施例2
[0031]一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，包括如下步骤：
[0032](1)称量25g空心玻璃微珠粉体放入100mL陶瓷坩埚中，在马弗炉中以5℃/min升温速率加热至580℃并保温30min；
[0033](2)取出高温热处理后的粉体迅速放入300mL氯化钾溶液中冷却，机械搅拌5min，转速为300r/min，然后将空心玻璃微珠进行真空泵抽滤，并在105℃烘箱中烘干。
[0034]抗压强度测试：用Autopore IV 9500型压汞仪测量样品的抗压强度，测试过程中
设置一定的加压速率，根据压力
‑
累积进汞量曲线获得体积破碎率和抗压强度之间的对应关系，粉体以体积破碎率为25％时对应的压力作为抗压强度衡量标准，在5℃/min的升温速率下，粉体在580℃的抗压强度最高为56.1MPa，比粉体原样的抗压强度提升了87％。
[0035]实施例3
[0036]一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，包括如下步骤：
[0037](1)称量25g空心玻璃微珠粉体放入100mL陶瓷坩埚中，在马弗炉中以5℃/min升温速率加热至580℃并保温30min；
[0038](2)取出高温热处理后的粉体迅速放入300mL淬火油中冷却，机械搅拌5min，转速为300r/min，然后将空心玻璃微珠进行真空泵抽滤，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）高温热处理：将空心玻璃微珠粉体放入马弗炉中进行高温热处理，当马弗炉达到设定温度后，进行保温；（2）淬火处理：将高温热处理后的粉体放入淬火介质中进行冷却，然后进行抽滤、烘干。2.根据权利要求1所述的一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，其特征在于，步骤（1）中，高温热处理的温度为500
‑
600℃。3.根据权利要求2所述的一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，其特征在于，步骤（1）中，高温热处理的温度为580℃。4.根据权利要求1所述的一种基于热处理及淬火提高空心玻璃微珠抗压强度的方法，其特征在于，步骤（1）中，马弗炉的升温速率为2.5
‑
10℃/min。5.根据权利要求4所述的一种基于热处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建峰，杜瑶，刘亚辉，李满江，柳雷，汪俊，许传华，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿院新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：