一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉及其制备方法

本发明涉及搪玻璃制备，具体为一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉及其制备方法。

背景技术：

1、搪玻璃是一种由瓷釉和金属基体组成的复合材料，它具有良好的耐腐蚀性、耐热性、耐冲击性和耐磨性等特性。在化工行业中，搪玻璃被广泛应用于反应釜、反应釜管道等设备的制作，搪玻璃能够有效地防止反应釜内的物料和蒸汽泄漏，避免发生爆炸或中毒事故，因为还具有良好的耐高温、耐酸碱和耐腐蚀性能，所以能够在极端温度和腐蚀性介质中长期稳定工作。此外，搪玻璃设备在建筑、家具、家电、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用，也可以用于制造各种容器、管件、管线等。然而，由于搪玻璃在使用过程中会由于裂纹的迅速扩展而呈现出所谓的脆性断裂，又称“爆瓷”。最终导致搪玻璃存在高脆性、断裂韧性差的缺点。

2、目前导致搪玻璃设备产生爆瓷现象主要有以下几种：搪玻璃制品本身的质量问题、制作工艺不当、使用不当造成爆瓷；搪玻璃设备内高压造成爆瓷；搪烧温度控制不好造成大面积爆瓷；搪玻璃老化和损伤造成爆瓷等。搪玻璃的爆瓷现象可能会给用户带来安全隐患，因此需要引起重视。

3、硅酸钙是一种重要的玻璃熔融剂，它具有良好的熔融性、热稳定性和热抗性等特性。在搪玻璃生产过程中添加硅酸钙作为粘结剂，可以改变金属基体和搪玻璃涂层之间的结合强度，从而改善搪玻璃的机械强度和耐腐蚀性，提高化学稳定性。

4、此外，研究硅酸钙对搪玻璃的力学性能及耐腐蚀性能的影响，也可以为制备其他耐腐蚀材料提供借鉴和参考。例如，在化工、食品、医学等领域中，对于耐腐蚀材料的要求较为严格，因此，研究硅酸钙对搪玻璃的力学性能及耐腐蚀性能的影响具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉及其制备方法，本发明通过在搪玻璃制备工艺中添加适量的硅酸钙固体粉末，并对煅烧过程的严格把控，成功的制备出了一种具有高韧性、高抗弯曲强度、高硬度的高力学性能搪玻璃，并且其还具有高耐腐蚀性、低气孔率的优点，对现有搪玻璃制备工艺的改进，具有一定的导向价值。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，包括以下步骤：

4、s1.称量：称量0.03份-0.15份硅酸钙颗粒加入到28-30份底釉中；

5、s2.配釉：将经过s1步骤处理的底釉与水以1.5-2.5:1的比例配制成料浆，并用玻璃棒进行初步搅拌混合，制得搪玻璃料浆；

6、s3.搅拌：将所述搪玻璃料浆磁力搅拌20-30?min，将其均匀混合；

7、s4.喷涂：将搅拌后的搪玻璃料浆倒入喷枪中，并连接压缩空气源，采用0.5-0.7mpa的喷涂压力，将料浆喷涂在钢基体上；

8、s5.静置：将喷涂完料浆的钢基体，放在通风阴凉处静置24?h；

9、s6烧制：将静置好的钢基体放进马弗式烧成炉进行程序升降温，到最高温度880℃后烧制30-40?min，制得所述搪玻璃瓷釉。

10、优选的，步骤s1中，所述底釉按质量份包括以下组分：sio265-75份、na2o8-12份、al2o38-9份、k2o3-5份、cao2-4份、mno1-3份、co2o30-2份、nio0-2份、fe2o30-2份。

11、优选的，所述底釉按质量份具体包括以下组分：sio268.42份、na2o10.64份、al2o38.74份、k2o3.42份、cao2.41份、mno1.61份、co2o30.98份、nio0.84份、fe2o30.52份。

12、优选的，步骤s4中所述钢基体为q235r钢。

13、优选的，在步骤s4之前，需对所述钢基体进行预处理，包括以下步骤：

14、s11.利用金相切割机将原始钢板切割成60?mm×30?mm×3?mm，然后将切割后的钢板放进马弗式烧成炉中，在600-800?℃的条件下保温30-40?min，冷却静置；

15、s12.对经过s11步骤处理的原始钢板进行喷砂处理，除去钢材表面的铁锈、氧化物及其他杂质并增加原始钢板的表面粗糙度。

16、优选的，步骤s6中，所述程序升降温，包括以下步骤：

17、s21.控制升温时间为30-40min，从25℃升温至150℃，保温30-40min；

18、s22.控制升温时间为120-130min，从150℃升温至650℃，保温30-40min；

19、s23.控制升温时间为40-50min，从650℃升温至750℃，保温30-40min；

20、s24.控制升温时间为60-70min，从750℃升温至880℃，保温30-40min；

21、s25.控制降温时间为120-130min，从880℃降温至600℃，保温30-40min；

22、s26.控制降温时间为130-140min，从600℃降温至25℃，保温30-40min。

23、一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉，根据所述制备方法制得。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、本发明通过在搪玻璃制备工艺中添加适量的硅酸钙固体粉末，并对煅烧过程的严格把控，成功的制备出了一种具有高韧性、高抗弯曲强度、高硬度的高力学性能搪玻璃，其中样品最大弯曲强度544.597?mpa，较未添加时增强了13?%，断裂韧性较未添加时提高了204.55?%，硬度较未添加硅酸钙时增强了93.43?%，同时其还具有高耐腐蚀性、低气孔率的优点，与未添加硅酸钙时相比气孔率降低88.68?%，对现有搪玻璃制备工艺的改进，具有一定的导向价值。

技术特征：

1.一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述底釉按质量份包括以下组分：sio265-75份、na2o8-12份、al2o38-9份、k2o3-5份、cao2-4份、mno1-3份、co2o30-2份、nio0-2份、fe2o30-2份。

3.根据权利要求2所述的一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，其特征在于，所述底釉按质量份具体包括以下组分：sio2?68.42份、na2o10.64份、al2o3?8.74份、k2o3.42份、cao2.41份、mno1.61份、co2o30.98份、nio0.84份、fe2o30.52份。

4.根据权利要求1所述的一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，其特征在于，步骤s4中所述钢基体为q235r钢。

5.根据权利要求4所述的一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，其特征在于，在步骤s4之前，需对所述钢基体进行预处理，包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉的制备方法，其特征在于，步骤s6中，所述程序升降温，包括以下步骤：

7.一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉，其特征在于，?根据权利要求1-6任意一项所述制备方法制得。

技术总结
本发明公开一种基于硅酸钙改进的搪玻璃瓷釉及其制备方法，包括以下步骤：S1.称量；S2.配釉；S3.搅拌；S4.喷涂；S5.静置；S6.烧制：将静置好的钢基体放进马弗式烧成炉进行程序升降温，到最高温度880℃后烧制30?40?min，制得所述搪玻璃瓷釉；本发明通过在搪玻璃制备工艺中添加适量的硅酸钙固体粉末，并对煅烧过程的严格把控，成功的制备出了一种具有高韧性、高抗弯曲强度、高硬度的高力学性能搪玻璃，并且其还具有高耐腐蚀性、低气孔率的优点，对现有搪玻璃制备工艺的改进，具有一定的导向价值。

技术研发人员：徐坤山,王洪珍,杨轲,刘建文,钟锦林,石岩,徐涛,朱宏志,邵长权,刘杰,高光海,傅光胜,孙健,季雨亭,田泊凝
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>烟台大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8