玻璃/铝基废弃物复合材料研究进展

利用废玻璃和废铝制备废弃物复合材料,开辟了废玻璃和废铝易拉罐新的再生利用途径。简要介绍了废玻璃/废铝易拉罐复合材料的制备方法和工艺,玻璃增强体与基体铝液之间的界面结合、浸润性和分散性,计算流体力学数值模拟在玻璃/铝复合材料中的应用,玻璃/铝复合材料的力学性能及其影响因素。最后,结合玻璃/铝废弃物复合材料的使用要求,对未来玻璃/铝废弃物复合材料的研究方向和发展趋势进行了探讨和展望。

废玻璃颗粒对铝基复合材料力学性能的影响

采用搅拌铸造法制备玻璃颗粒增强铝基废物复合材料,利用SEM、XRD等手段观察和分析了玻璃颗粒在复合材料制备中的变化情况,研究了玻璃颗粒含量对复合材料抗拉强度和耐磨强度的影响。结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于基体中,界面结合良好;与基体相比,复合材料耐磨性能提高了4.62倍,抗拉强度提高并不明显;玻璃颗粒表面发生熔融,裂纹在铝液中能够自我修复,从而提高复合材料的力学性能。

用废玻璃和废铝制备耐磨复合材料的工艺研究

以废玻璃和废铝为原料,采用搅拌浇铸法制备玻璃/铝基废弃物复合材料。研究了玻璃颗粒形态、粒径、含量及制备工艺(温度、搅拌方式、时间)对复合材料微观组织和力学性能(如抗拉强度、耐磨强度)的影响。结果表明,玻璃颗粒较均匀地分布于铝基体中,界面结合良好;玻璃颗粒质量分数为10%～15%时,与铝基体相比,复合材料的耐磨性能提高较佳,抗拉强度的提高不明显。

废玻璃/废铝耐磨复合材料的性能

使用废玻璃和废铝为原料,采用机械搅拌法制备玻璃/铝基废弃物复合材料,研究复合材料的耐磨性能。随着玻璃颗粒的加入,材料的抗拉强度和硬度较基体都有所提高,尤其耐磨性能,较基体提高了4.62倍,已达到皮带运输机托辊的性能要求标准。

玻璃颗粒在铝基复合材料制备中的变化及影响

利用搅拌铸造法制备玻璃颗粒增强铝基废物复合材料,用SEM,XRD,DTA等手段观察和分析玻璃颗粒在复合材料制备中的表面变化情况。结果表明,玻璃颗粒表面裂纹在铝液中能够自我修复,玻璃颗粒能够较均匀地分布于基体中且界面结合良好,复合材料的耐磨性能相对于基体提高4.62倍,但抗拉强度的提高并不明显。

生活垃圾灰渣增强铝基复合材料的性能

研发了以生活垃圾焚烧灰渣为增强相 ,制备铝 /生活垃圾灰渣复合材料的新工艺 .对铝与生活垃圾灰渣配比、烧结温度、保温时间等因素对铝 /生活垃圾灰渣复合材料的性能影响进行了实验研究 .试验表明 :当铝与生活垃圾灰渣配比为 8:2 ,烧结温度为 90 0℃ ,保温时间为 1 .5h ,在纯N2 保护性气氛的条件下制得的复合材料具有良好的机械性能 ,如热膨胀系数为 0 .3,密度为2 .43g/cm3,弹性模量为 30 1 4.3MPa ,耐磨性能比铝镁合金提高了 1 .

玻璃/铝基废弃物复合材料搅拌流场的模拟

运用流体软件Fluent对采用机械搅拌法制备的玻璃/铝基废弃物复合材料流场进行模拟,采用MRF动参考系模型、多相流Mixture混合模型及标准k-ε模型,模拟使用三层正交组合轴流搅拌桨产生的流场。结合搅拌工艺特点对模拟的结果进行了分析,通过分析搅拌槽的宏观流场、轴向速度和径向速度分布,定性指出了各区域搅拌混合的效果,并同其它搅拌桨产生的流场进行了比较。

不同铸造方法下废玻璃-铝基复合材料的组织和性能

采用半固态搅拌铸造法制备了废玻璃-废铝复合材料,分别对金属重力铸造和挤压铸造方法制备得到的该复合材料的组织和性能进行了研究,并对其拉伸断口形貌进行了扫描电镜分析。结果表明:随玻璃加入量的增加,复合材料的抗拉强度、硬度均先上升后下降,磨损量先下降后上升。该复合材料韧性降低,使其断裂形态从塑性断裂转变为脆性断裂。

制备玻璃/铝基废弃物复合材料搅拌槽的结构优化

运用流体软件FLUENT对采用机械搅拌法制备玻璃/铝基废弃物复合材料的搅拌流场进行模拟,采用MRF动参考系模型和标准k-ε模型,在稳态条件下模拟了正交组合轴流搅拌桨在不同离底高度、不同层间距和不同直径产生的流场。分析各种参数条件下搅拌槽宏观速度场、轴向速度和径向速度的分布。结果表明,搅拌桨离底高度h=50mm,搅拌桨层间距l=65mm,搅拌桨直径d=110mm,搅拌槽流场有利于流体的搅拌混合。

玻璃铝基复合材料高温压缩流变行为研究

利用Gleeble-1500对玻璃铝基复合材料在温度为573～723K、应变速率为0.01s-1～10s-1的条件下进行高温压缩变形行为的研究。结果表明,应变速率和变形温度变化强烈影响复合材料的流变应力,流变应力随变形速率的提高而增大,随变形温度的升高而降低;玻璃铝基复合材料高温塑性变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述。

玻璃铝基复合材料高温压缩变形行为研究

利用Gleeble-1500对玻璃铝基复合材料在温度为573～723K、应变速率为0．01s^-1～10s^-1的条件下进行高温压缩变形行为的研究。结果表明：应变速率和变形温度的变化强烈影响复合材料的流变应力，流变应力随变形速率的提高而增大，随变形温度的升高而降低；玻璃铝基复合材料高温塑性变形时的流变行为可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述。