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随着经济的发展和生活水平的提高,人们对室内外装饰材料的性能提出了越来越高的要求,要求装饰材料具有绿色环保性、装饰效果强、隔热、隔音、防静电等多种优良性能于一身,单一的材料已经很难满足这种趋势的发展,新型复合材料的出现势在必然,微晶玻璃/金属复合装饰材料就属于其中一种。微晶玻璃/金属复合装饰材料即具有金属材料韧性、易加工成形性能,又具有微晶玻璃耐腐蚀、耐磨损、颜色可调等性能,因此对微晶玻璃/金属复合材料进行深入的研究具有重要意义。 本文选用普通低碳钢Q235为金属基体,以Li2O—Al2O3—ZnO—SiO2系统微晶玻璃为研究对象,运用XRD、DTA、SEM、电子探针等微观结构测试方法,结合玻璃流散性、微晶玻璃/金属复合材料性能测试、热膨胀系数等,研究了金属预处理、组成、复合制度对微晶玻璃与金属界面结合状态、性能的影响,通过试验确定了与金属匹配的微晶玻璃组成、适当的工艺参数,从而获得界面结合强度高、性能较好的微晶玻璃/金属复合材料。 首先,对微晶玻璃的组成进行了较深入的研究,分析晶核剂P2O5、ZnO和Al2O3含量的改变对微晶玻璃微观结构、微晶玻璃析晶行为、膨胀系数影响,进而确定组成对微晶玻璃/金属复合材料性能的影响,结果表明:对于组成ZnO/Al2O3>1,P2O5含量为4%的Li2O—Al2O3—ZnO—SiO2系统微晶玻璃中析出的主晶相为二硅酸锂和方石英,其膨胀系数达到123×10-7/℃,与基体金属能达到良好的匹配。 接着,研究了金属表面预处理、预氧化处理时的温度和时间对金属基体表面及微晶玻璃/金属复合材料界面结合状态的影响,探讨了金属氧化机理,确定金属预处理工艺及参数为:金属基体先经有机溶剂清洗、再砂磨获得粗糙的表面,随后在500℃,保温10～15min条件下进行预氧化处理,使微晶玻璃与金属之间具有良好的化学粘附性。 确定组成后,最后研究了玻璃浆料制备时溶剂和微晶玻璃与金属复合过程中复合温度、复合时间对微晶玻璃/金属界面结合状态、微晶玻璃/金属复合材料耐冲击性能的影响,确定了涂覆工艺及复合热制度为:采用混合有机溶剂制的玻璃浆料涂覆在经过预处理的金属基体上,烘干后,在800～850℃下把复合材料放入炉中,保温10～15min最佳,随炉冷却到450℃左右取出。