[发明专利]一种真空玻璃支撑物用三层复合材料及其制备方法

说明书

一种真空玻璃支撑物用三层复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。三层复合材料采用三明治结构，上表面层：中间层：下表面层的厚度比为10～25％：50～80％：10～25％。制备方法将0.4～1.2mm厚4J6带材在1050～1080℃条件下连续退火，将2.0～4.0mm厚不锈钢带材在1050～1100℃条件下连续退火；除去表面的氧化膜；进行常温连续固相复合轧制为三层复合带材，再进行扩散退火；退火后的三层复合材料在开坯轧机下进行轧制；再进行中间软化连续退火。优点在于，该材料可以与真空玻璃理想匹配，抗压强度高、成本低、加工工艺简单，易于实现产量化，材料的性能一致性好。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，特别涉及一种真空玻璃支撑物用三层复合材料及其制备方法。尤其涉及一种用于真空玻璃支撑的定膨胀合金夹不锈钢复合材料。

背景技术

真空平板玻璃在受到大气压力时会使两片平行的玻璃板向内靠拢，影响真空层。为了保证在外界大气压力下真空层的存在，在两片玻璃板之间要放置支撑物，支撑物的设计是真空玻璃的关键环节。它与玻璃板的接触面积过大时会增加热导率，同时影响玻璃的透明度，因此要尽量减少支撑物总体数量及单个支撑物的体积。但支撑物与玻璃板的接触面积过小时，大气压的作用集中在玻璃板与支撑物接触的部位会形成载荷集中，造成支撑物上方玻璃板外表的拉应力增大，容易造成玻璃板破损。

传统的真空玻璃支撑物的制造材料主要有不锈钢、碳化钨钢、铬钢、铝合金、镍合金、陶瓷等。一般制作支撑物的材料抗压强度应达到900MPa以上，且应该具有耐500℃的高温性能(满足真空玻璃加工过程的400℃环境需求)，由于其尺寸十分小，加工过程要求精细，因此其加工制造难度相当大。

由于玻璃的膨胀系数α_{(20～400℃)}为10×10^-6/℃，选用不锈钢作为支撑物时，材料的抗压强度满足要求，但是不锈钢的膨胀系数α_{(20～400℃)}为16～18×10^-6/℃，与玻璃的膨胀系数相差较大，加工过程中容易造成玻璃炸裂，成材率较低。而单独采用铁镍铬合金4J6，该合金的膨胀系数α_{(20～400℃)}在10×10^-6/℃左右，与玻璃的膨胀系数相匹配，但是材料的抗压强度达不到900MPa，玻璃之间需要布放更多的支撑物才能满足要求，会影响真空玻璃的透明度，且支撑物强度低易发生变形、偏离位置，影响真空玻璃的寿命。为此研制一种综合性能优良、成本低、加工工艺简单的复合材料应用于真空玻璃支撑是目前的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空玻璃支撑物用三层复合材料及其制备方法，解决了不锈钢材料膨胀系数高、4J6材料抗压强度不够的问题。

一种真空玻璃支撑物用三层复合材料，采用三明治结构，包括上表面层、下表面层和中间层，将原料带材采用固相复合轧制成一体的三层复合材料结构。上面表层和下面表层的厚度一样，上表面层：中间层：下表面层的厚度比为10～25％：50～80％：10～25％。上表面层和下表面层为定膨胀合金4J6材料，中间层为不锈钢材料。

一种真空玻璃支撑物用三层复合材料的制备方法，具体步骤及参数如下：

1、将0.4～1.2mm厚4J6带材在1050～1080℃条件下连续退火，将2.0～4.0mm厚不锈钢带材在1050～1100℃条件下连续退火；

2、将4J6带材和不锈钢带材的结合面进行修磨，除去表面的氧化膜；

3、将修磨好的带材送入复合轧机上，进行常温连续固相复合轧制为三层复合带材，三层的厚度比4J6：不锈钢：4J6＝10～25％：50～80％：10～25％，复合轧机速度在0.5～3.0m/min；

4、经过复合后的三层复合材料进行扩散退火，退火方式采用连续退火炉进行退火，炉内气氛为氢气，退火温度为1000～1050℃，退火速度为1.0～1.5m/min；