低鋁高硼硅固體浮力材料的制備及研究.pdf

1、本文主要進(jìn)行了低鋁高硼硅玻璃/空心玻璃微珠復(fù)合固體浮力材料的制備和研究。目的是利用低鋁高硼硅玻璃粉耐溫的特點(diǎn)，替代有機(jī)樹脂成為固體浮力材料的基體，制備出具備一定耐溫性的固體浮力材料，以適應(yīng)新時(shí)代海洋武器的新需求。實(shí)驗(yàn)中采用凝膠注模成型工藝制備樣品，設(shè)計(jì)多組對(duì)照實(shí)驗(yàn)分析了熱處理溫度、玻璃粉/微珠比例等因素對(duì)材料強(qiáng)度、密度、導(dǎo)熱率、吸水率等性能的影響。此外，通過添加不同含量的B2O3和B4C對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行改性，通過對(duì)比，分析其對(duì)樣品性能的影

2、響，并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行探究。實(shí)驗(yàn)表明：以凝膠注模成型工藝制備樣品過程中，穩(wěn)定的漿料是成功的前提。pH=3-4的漿料最有利于漿料的穩(wěn)定性，可保證粉末和微珠在原位固化過程中仍保持較好的均勻性；熱處理溫度對(duì)樣品的性能有著較大影響，隨著熱處理溫度的升高，樣品的密度和強(qiáng)度呈現(xiàn)一個(gè)先升高后降低的趨勢，介于玻璃粉和微珠軟化點(diǎn)間的溫度最有利于材料性能的提高，當(dāng)燒結(jié)溫度為750℃時(shí)可制備出強(qiáng)度為14.6 MPa，密度為0.88 g/cm3，導(dǎo)熱率為0.156

3、4 W/(m·K)，吸水率為3％的樣品；樣品中玻璃粉含量的提高，雖有利于強(qiáng)度的增大和吸水率的降低，但也將導(dǎo)致密度和導(dǎo)熱率的增大，故需將其含量控制在60%左右，可制備出綜合性能較為良好的樣品；B2O3的加入雖可降低玻璃粉的軟化溫度，實(shí)現(xiàn)低溫粘結(jié)，但其與水分容易結(jié)合形成硼酸，將水分鎖在粘結(jié)相中，經(jīng)高溫?zé)崽幚砗罅粝麓罅坎灰?guī)則孔洞，降低粘結(jié)強(qiáng)度，不利于制備高強(qiáng)度固體浮力材料；B4C在500℃以后發(fā)生的分解反應(yīng)形成的B2O3可降低玻璃粉的軟化溫度