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抗氧化纳米微晶材料的制备工艺

575   编辑:中冶有色技术网   来源:内蒙古兴固科技有限公司  
2023-12-05 14:48:31
权利要求书: 1.一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,其特征在于:包括以下制备步骤:

步骤一、按重量份数混合原材料,所述原材料包括主要成分和添加剂,所述主要成分包括氯化硅、硅酸盐、碳酸盐、硼酸和硝酸盐,所述添加剂包括澄清剂、助溶剂、交联剂和功能性填料;

在步骤一中,原材料重量份数为:氯化硅3?5份,硅酸盐59?75份,碳酸盐11?16份,硼酸

1?4份,硝酸盐8?12份,澄清剂0.5?2份,助溶剂0.5?1份,交联剂0.3?1份和功能性填料0.2?

1.8份;

步骤二、纳米微晶新材料熔窑熔化部将混合原材料在1400?1500℃下充分熔化制得玻璃液,玻璃液澄清时间为0.5?1小时,玻璃液均化时间为0.5?1小时;

步骤三、玻璃液流入流道冷却至1000?1100℃,采用三辊压延方式将玻璃液压制成型为玻璃基板;

步骤四、玻璃基板进入纳米微晶新材料熔窑晶化部进行核化处理和晶化处理,得到抗氧化纳米微晶材料原板;

步骤五、将出窑冷却后的抗氧化纳米微晶材料原板经过超声波处理和机械化处理形成微晶结构,得到抗氧化纳米微晶材料;

在步骤五中,所述超声波处理采用超声压路机对新材料原板进行超声波振荡,所述机械化处理通过球磨机对新材料原板磨抛加工处理,制得所需抗氧化纳米微晶材料成品;所述澄清剂采用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠构成抗氧化纳米微晶材料的稳定结构,所述阴离子表面活性剂配制原材料为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硫酸羟乙基十二酸钠和磺酸甲基丙烯酸钠,所述十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硫酸羟乙基十二酸钠和磺酸甲基丙烯酸钠质量添加比为2:3:2:1;所述助溶剂采用二甲基甲酰胺和二甲基亚砜对难溶原材料进行溶解和混合,二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的质量添加比为2:1,所述交联剂采用异氰酸酯和环氧树脂与纳米微晶形成交联结构,所述异氰酸酯和环氧树脂质量添加比为2:3;所述功能性填料包括硅酸钙、氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅,所述硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅质量添加比为:1:3:2:1:1;

所述纳米微晶新材料熔窑熔化部采用原位水热法制备玻璃液,所述原位水热法采用氢氧化铵与硝酸盐中硝酸锌反应生成氧化锌,反应方程式为:(1)

在方程式(1)中, 表示硝酸锌, 表示水分子, 表示氢氧化铵,

表示氧化锌, 表示硝酸铵;

所述核化处理采用化学气相沉积在玻璃基板表面形成二氧化硅层,所述化学气相沉积将水蒸气在650?700℃温度下与氯化硅反应10?20分钟,反应方程式为:(2)

在方程式(2)中, 表示氯化硅, 表示气体状态, 表示固体状态, 表示水分子, 表示二氧化硅, 表示氯化氢。

2.根据权利要求1所述的一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,其特征在于:所述质量添加比采用质量比例计算方法计算,所述质量比例计算方法的工作步骤为:步骤一、采用聚类特征分析将参与质量添加比的原料进行特征分析,所述聚类特征分析通过均值聚类算法将原料特征划分为簇类,所述簇类类内相似度大于1,簇类类间相似度小于1,所述簇类相似度计算公式为:(3)

在式(3)中, 为簇类相似度, 为质量添加比的原料特征值,为质量添加比的原料特征值下标, 为质量添加比的原料特征值求和次数, 为均值聚类算法参数, 为聚类特征分析特征值;

步骤二、然后再采用小波变换和系数相关性原理对簇类原料特征数据进行滤波处理以剔除野值,实现簇类原料特征数据平滑,使用训练集数据训练模型将簇类原料特征数据进行训练得到质量添加比模型,所述训练集数据训练模型通过交叉验证对质量添加比模型进行评估,得到最优质量添加比模型;

步骤三、最后质量添加比模型采用拟合精度确定质量添加比的原料质量,精准计算最优质量添加比,所述最优质量添加比计算公式为:(4)

在式(4)中, 为最优质量添加比, 为质量添加比模型参数, 质量添加比模型特征值, 为质量添加比的原料质量。

3.根据权利要求1所述的一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,其特征在于:所述三辊压延方式的工作方法为:步骤一、玻璃液通过流道输送至三辊压延机的进料区域,三辊压延机利用三个转动的辊轮对于玻璃液不断进行挤压和拉伸,所述三辊压延机采用液压电机和变频调速器控制辊轮之间的距离、速度和角度;

步骤二、经过三辊压延机处理后得到的玻璃基板放置在冷却室中进行冷却固化,所述冷却室设置有真空吸附器向玻璃基板施加真空吸附力,将玻璃基板紧密贴合在冷却平面上,冷却室通过制冷剂循环方式调整冷却速度和温度;

步骤三、经过冷却固化后得到的玻璃基板通过数控玻璃切割机进行切割成型,所述数控玻璃切割机通过数控控制器对电机驱动进行精确控制,所述数控控制器通过产生脉冲信号实现电机驱动切割头在玻璃表面上进行旋转、升降、倾斜和切割操作。

4.根据权利要求1所述的一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,其特征在于:所述玻璃基板通过激光加热使温度逐渐升到750?850℃进行晶化处理,使得晶核长大扩散形成晶界,并800?1000℃保温30?50分钟,完成晶体生长过程,激光加热再通过控制激光功率为150W使温度逐渐降至70?100℃出窑冷却。

说明书: 一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺技术领域[0001] 本发明涉及抗氧化纳米微晶材料的制备领域,且更具体地涉及一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺。背景技术[0002] 抗氧化纳米微晶材料是一种新型的材料,具有很多作用,其中最主要的作用是抗氧化,作用1、抗氧化:由于其特殊的物理结构和化学成分,抗氧化纳米微晶材料能够有效地吸收自由基、稳定细胞膜和DNA等生物分子,从而保护细胞免受氧化损伤;作用2、增强机械强度:抗氧化纳米微晶材料具有高硬度、高耐磨性和高韧性等特点,在机械制造领域中可以增强机械零件的强度和耐久性;作用3、提高光电转换效率:由于其较小的粒径和高比表面积,抗氧化纳米微晶材料可以提高太阳能电池的光电转换效率,从而提高能源利用效率;抗氧化纳米微晶材料的制备工艺在抗氧化纳米微晶材料作用发挥方面具有重要作用,能够提高抗氧化纳米微晶材料抗氧化性和机械强度。[0003] 现有技术中,抗氧化纳米微晶材料的制备工艺存在很多弊端,一方面,现有的抗氧化纳米微晶材料的制备工艺不能制备稳定型强,抗氧化纳米微晶材料力学性能和耐久性较差,另一方面,现有的抗氧化纳米微晶材料的制备过程中压延方式效率和压延质量不足,不能够进行核化处理和晶化处理,因此,本发明提出一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,旨在提高抗氧化纳米微晶材料制备质量和效率。发明内容[0004] 针对上述技术的不足,本发明公开一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,澄清剂采用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠增加抗氧化纳米微晶材料的稳定性,助溶剂采用二甲基甲酰胺和二甲基亚砜促进难溶原材料溶解和混合,所述交联剂采用异氰酸酯和环氧树脂与纳米微晶形成交联结构,提高强度和耐磨性,功能性填料采用硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅提高抗氧化纳米微晶材料力学性能和耐久性,原位水热法采用氢氧化铵与硝酸盐中硝酸锌反应,降低抗氧化纳米微晶材料的吸水性,三辊压延方式实现将玻璃液压制成型为玻璃基板,核化处理采用化学气相沉积在玻璃基板表面形成二氧化硅层,提高抗氧化纳米微晶材料表面强度和抗氧化性,玻璃基板通过激光加热使得晶核长大扩散形成晶界。[0005] 分析有鉴于此,本发明提供了一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,包括以下制备步骤:[0006] 步骤一、按重量份数混合原材料,所述原材料包括主要成分和添加剂,所述主要成分包括氯化硅、硅酸盐、碳酸盐、硼酸和硝酸盐,所述添加剂包括澄清剂、助溶剂、交联剂和功能性填料;[0007] 在步骤一中,原材料重量份数为:氯化硅3?5份,硅酸盐59?75份,碳酸盐11?16份,硼酸1?4份,硝酸盐8?12份,澄清剂0.5?2份,助溶剂0.5?1份,交联剂0.3?1份和功能性填料0.2?1.8份;

[0008] 步骤二、纳米微晶新材料熔窑熔化部将混合原材料在1400?1500℃下充分熔化制得玻璃液,玻璃液澄清时间为0.5?1小时,玻璃液均化时间为0.5?1小时;[0009] 步骤三、玻璃液流入流道冷却至1000?1100℃,采用三辊压延方式将玻璃液压制成型为玻璃基板;[0010] 步骤四、玻璃基板进入纳米微晶新材料熔窑晶化部进行核化处理和晶化处理,得到抗氧化纳米微晶材料原板;[0011] 步骤五、将出窑冷却后的抗氧化纳米微晶材料原板经过超声波处理和机械化处理形成微晶结构,得到抗氧化纳米微晶材料;[0012] 在步骤五中,所述超声波处理采用超声压路机对新材料原板进行超声波振荡,抗氧化纳米微晶材料所述机械化处理通过球磨机对新材料原板磨抛加工处理,制得所需抗氧化纳米微晶材料成品。[0013] 作为本发明进一步的技术方案,所述澄清剂采用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠构成抗氧化纳米微晶材料的稳定结构,所述阴离子表面活性剂配制原材料为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硫酸羟乙基十二酸钠和磺酸甲基丙烯酸钠,所述十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硫酸羟乙基十二酸钠和磺酸甲基丙烯酸钠质量添加比为2:3:2:1。[0014] 作为本发明进一步的技术方案,所述助溶剂采用二甲基甲酰胺和二甲基亚砜对难溶原材料进行溶解和混合,二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的质量添加比为2:1,所述交联剂采用异氰酸酯和环氧树脂与纳米微晶形成交联结构,所述异氰酸酯和环氧树脂质量添加比为2:3。[0015] 作为本发明进一步的技术方案,所述功能性填料包括硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅抗氧化纳米微晶材料,所述硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅质量添加比为:1:3:2:1:1。[0016] 作为本发明进一步的技术方案,所述质量添加比采用质量比例计算方法计算,所述质量比例计算方法的工作步骤为:[0017] 步骤一、采用聚类特征分析将参与质量添加比的原料进行特征分析,所述聚类特征分析通过均值聚类算法将原料特征划分为簇类,所述簇类类内相似度大于1,簇类类间相似度小于1,所述簇类相似度计算公式为:[0018] (1)[0019] 在式(1)中,为簇类相似度, 为质量添加比的原料特征值,为质量添加比的原料特征值下标, 为质量添加比的原料特征值求和次数, 为均值聚类算法参数, 为聚类特征分析特征值;[0020] 步骤二、然后再采用小波变换和系数相关性原理对簇类原料特征数据进行滤波处理以剔除野值,实现簇类原料特征数据平滑,使用训练集数据训练模型将簇类原料特征数据进行训练得到质量添加比模型,所述训练集数据训练模型通过交叉验证对质量添加比模型进行评估,得到最优质量添加比模型;[0021] 步骤三、最后质量添加比模型采用拟合精度确定质量添加比的原料质量,精准计算最优质量添加比,所述最优质量添加比计算公式为:[0022] (2)[0023] 在式(2)中, 为最优质量添加比, 为质量添加比模型参数, 质量添加比模型特征值, 为质量添加比的原料质量。[0024] 作为本发明进一步的技术方案,所述纳米微晶新材料熔窑熔化部采用原位水热法制备玻璃液,所述原位水热法采用氢氧化铵与硝酸盐中硝酸锌反应生成氧化锌,抗氧化纳米微晶材料反应方程式为:[0025] (3)[0026] 在方程式(3)中, 表示硝酸锌, 表示水分子, 表示氢氧化铵, 表示氧化锌, 表示硝酸铵;

[0027] 作为本发明进一步的技术方案,所述三辊压延方式的工作方法为:[0028] 步骤一、玻璃液通过流道输送至三辊压延机的进料区域,三辊压延机利用三个转动的辊轮对于玻璃液不断进行挤压和拉伸,所述三辊压延机采用液压电机和变频调速器控制辊轮之间的距离、速度和角度;[0029] 步骤二、经过三辊压延机处理后得到的玻璃基板放置在冷却室中进行冷却固化,所述冷却室设置有真空吸附器向玻璃基板施加真空吸附力,将玻璃基板紧密贴合在冷却平面上,冷却室通过制冷剂循环方式调整冷却速度和温度;[0030] 步骤三、经过冷却固化后得到的玻璃基板通过数控玻璃切割机进行切割成型,所述数控玻璃切割机通过数控控制器对电机驱动进行精确控制,所述数控控制器通过产生脉冲信号实现电机驱动切割头在玻璃表面上进行旋转、升降、倾斜和切割操作。[0031] 作为本发明进一步的技术方案,所述核化处理采用化学气相沉积在玻璃基板表面形成二氧化硅层,抗氧化纳米微晶材料所述化学气相沉积将水蒸气在650?700℃温度下与氯化硅反应10?20分钟,反应方程式为:[0032] (4)[0033] 在方程式(4)中, 表示氯化硅, 表示气体状态, 表示固体状态,表示水分子, 表示二氧化硅, 表示氯化氢。[0034] 作为本发明进一步的技术方案,所述玻璃基板通过激光加热使温度逐渐升到750?850℃进行晶化处理,使得晶核长大扩散形成晶界,并800?1000℃保温30?50分钟,完成晶体生长过程,激光加热再通过控制激光功率为150W使温度逐渐降至70?100℃出窑冷却。

[0035] 本发明区别于现有技术的积极有益效果:[0036] 本发明公开一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,澄清剂采用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠增加抗氧化纳米微晶材料的稳定性,助溶剂采用二甲基甲酰胺和二甲基亚砜促进难溶原材料溶解和混合,所述交联剂采用异氰酸酯和环氧树脂与纳米微晶形成交联结构,提高强度和耐磨性,功能性填料采用硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅提高抗氧化纳米微晶材料力学性能和耐久性,原位水热法采用氢氧化铵与硝酸盐中硝酸锌反应,降低抗氧化纳米微晶材料的吸水性,三辊压延方式实现将玻璃液压制成型为玻璃基板,核化处理采用化学气相沉积在玻璃基板表面形成二氧化硅层,提高抗氧化纳米微晶材料表面强度和抗氧化性,玻璃基板通过激光加热使得晶核长大扩散形成晶界。附图说明[0037] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,其中:[0038] 图1为本发明一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺流程图;[0039] 图2为本发明质量比例计算方法的工作流程图;[0040] 图3为本发明三辊压延方式的工作方法流程图;[0041] 图4为本发明抗氧化纳米微晶材料制备原材料重量份数图;[0042] 图5为本发明澄清剂、助溶剂、交联剂和功能性填料配制原材料质量添加比图。具体实施方式[0043] 下面将结合本文实施例中的附图,对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例,而不是全部的实施例。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。[0044] 实施例1:本发明提供了一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,包括以下制备步骤:[0045] 步骤一、按重量份数混合原材料,所述原材料包括主要成分和添加剂,所述主要成分包括氯化硅、硅酸盐、碳酸盐、硼酸和硝酸盐,所述添加剂包括澄清剂、助溶剂、交联剂和功能性填料;[0046] 在步骤一中,原材料重量份数为:氯化硅3份,硅酸盐59份,碳酸盐11份,硼酸1份,硝酸盐8份,澄清剂0.5份,助溶剂0.5份,交联剂0.3份和功能性填料0.2份;[0047] 步骤二、纳米微晶新材料熔窑熔化部将混合原材料在1400℃下充分熔化制得玻璃液,玻璃液澄清时间为0.5?1小时,玻璃液均化时间为0.5?1小时;[0048] 步骤三、玻璃液流入流道冷却至1000℃,采用三辊压延方式将玻璃液压制成型为玻璃基板;[0049] 步骤四、玻璃基板进入纳米微晶新材料熔窑晶化部进行核化处理和晶化处理,得到抗氧化纳米微晶材料原板;[0050] 步骤五、将出窑冷却后的抗氧化纳米微晶材料原板经过超声波处理和机械化处理形成微晶结构,得到抗氧化纳米微晶材料;[0051] 在步骤五中,所述超声波处理采用超声压路机对新材料原板进行超声波振荡,抗氧化纳米微晶材料所述机械化处理通过球磨机对新材料原板磨抛加工处理,制得所需抗氧化纳米微晶材料成品。[0052] 通过上述制备工艺,本实施例设置四组实验测试抗氧化纳米微晶材料的抗氧化性能,方法1采用传统制备工艺制备抗氧化纳米微晶材料,方法2采用本发明制备工艺制备抗氧化纳米微晶材料,通过测定方法1和方法2其在相同条件下对氧化剂的清除效果来评估氧化纳米微晶新材料抗氧化能力,方法1和方法2氧化纳米微晶新材料对氧化剂的清除时间统计如表1所示;[0053] 表1氧化纳米微晶新材料对氧化剂的清除时间统计表[0054]氧化剂 方法1时间/分钟 方法2时间/分钟

1组 2,2?二苯基?1?苦肽基?1?自由基 40 10

2组 2,2’?联氨基双酯 51 13

3组 三价铁离子 66 15

4组 过氧化氢 79 13

[0055] 通过上述案例可以看到,方法1和方法2制备的抗氧化纳米微晶材料的抗氧化性具有明显区别,方法2制备的抗氧化纳米微晶材料对不同氧化剂清除时间小于方法2制备的抗氧化纳米微晶材料对不同氧化剂清除时间,说明上述配方具有突出的技术出效果。[0056] 实施例2:本发明提供了一种抗氧化纳米微晶材料的制备工艺,包括以下制备步骤:[0057] 步骤一、按重量份数混合原材料,所述原材料包括主要成分和添加剂,所述主要成分包括氯化硅、硅酸盐、碳酸盐、硼酸和硝酸盐,所述添加剂包括澄清剂、助溶剂、交联剂和功能性填料;[0058] 在步骤一中,原材料重量份数为:氯化硅5份,硅酸盐75份,碳酸盐16份,硼酸4份,硝酸盐12份,澄清剂2份,助溶剂1份,交联剂1份和功能性填料1.8份;[0059] 步骤二、纳米微晶新材料熔窑熔化部将混合原材料在1500℃下充分熔化制得玻璃液,玻璃液澄清时间为0.5?1小时,玻璃液均化时间为0.5?1小时;[0060] 步骤三、玻璃液流入流道冷却至1100℃,采用三辊压延方式将玻璃液压制成型为玻璃基板;[0061] 步骤四、玻璃基板进入纳米微晶新材料熔窑晶化部进行核化处理和晶化处理,得到抗氧化纳米微晶材料原板;[0062] 步骤五、将出窑冷却后的抗氧化纳米微晶材料原板经过超声波处理和机械化处理形成微晶结构,得到抗氧化纳米微晶材料;[0063] 在步骤五中,所述超声波处理采用超声压路机对新材料原板进行超声波振荡,抗氧化纳米微晶材料所述机械化处理通过球磨机对新材料原板磨抛加工处理,制得所需抗氧化纳米微晶材料成品。[0064] 通过上述制备工艺,本实施例设置四组实验测试抗氧化纳米微晶材料的抗氧化性能,方法3采用传统制备工艺制备抗氧化纳米微晶材料,方法4采用本发明制备工艺制备抗氧化纳米微晶材料,通过测定方法3和方法4其在相同条件下对氧化剂的清除效果来评估氧化纳米微晶新材料抗氧化能力,方法3和方法4氧化纳米微晶新材料对氧化剂的清除时间统计如表2所示;[0065] 表2氧化纳米微晶新材料对氧化剂的清除时间统计表[0066] 氧化剂 方法3时间/分钟 方法4时间/分钟6组 2,2?二苯基?1?苦肽基?1?自由基 41 9

7组 2,2’?联氨基双酯 53 10

8组 三价铁离子 62 11

9组 过氧化氢 70 13

[0067] 通过上述案例可以看到,方法3和方法4制备的抗氧化纳米微晶材料的抗氧化性具有明显区别,方法4制备的抗氧化纳米微晶材料对不同氧化剂清除时间小于方法4制备的抗氧化纳米微晶材料对不同氧化剂清除时间,说明上述配方具有突出的技术出效果。[0068] 实施例3:在上述实施例中,所述澄清剂采用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠构成抗氧化纳米微晶材料的稳定结构,所述阴离子表面活性剂配制原材料为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硫酸羟乙基十二酸钠和磺酸甲基丙烯酸钠,所述十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、硫酸羟乙基十二酸钠和磺酸甲基丙烯酸钠质量添加比为2:3:2:1。[0069] 本实施例以A、B两组制备的抗氧化纳米微晶材料作为研究对象,A组不使用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠制备抗氧化纳米微晶材料,B组采用阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠制备抗氧化纳米微晶材料,在高温高湿环境下,检测两组抗氧化纳米微晶材料的物理和化学性质是否发生变化,将两组粒径大小为10mm的抗氧化纳米微晶材料样品放置于恒温恒湿箱中,在高温高湿条件下进行72小时处理,然后通过比较处理前后的抗氧化纳米微晶材料样品形态、晶体结构、粒径大小指标来评估抗氧化纳米微晶材料稳定性,如表3所示:[0070] 表3抗氧化纳米微晶材料样品形态、晶体结构和粒径大小统计表[0071] A组 B组样品形态是否发生变化 是 否

晶体结构是否发生变化 是 否

粒径大小/mm 22 10

[0072] 通过上述案例可以看到,引用本发明阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠能够增加抗氧化纳米微晶材料的稳定性,能够在高温高湿情况下保持形态、晶体结构和粒径大小不发生变化,说明本发明所采用的阴离子表面活性剂和多聚丙烯酸钠具有突出的技术效果。[0073] 实施例4:在上述实施例中,所述助溶剂采用二甲基甲酰胺和二甲基亚砜对难溶原材料进行溶解和混合,二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的质量添加比为2:1,所述交联剂采用异氰酸酯和环氧树脂与纳米微晶形成交联结构,所述异氰酸酯和环氧树脂质量添加比为2:3。[0074] 本实施例以C、D两组制备的抗氧化纳米微晶材料作为研究对象,C组不使用助溶剂和交联剂制备抗氧化纳米微晶材料,D组采用助溶剂和交联剂制备抗氧化纳米微晶材料制备抗氧化纳米微晶材料,采用万能试验机设备对两组制备的抗氧化纳米微晶材料进行拉伸、压缩或弯曲等力学性质测试,测定抗氧化纳米微晶材料的断裂韧度,将样品与摩擦体相互作用并施加一定载荷,在一定条件下进行摩擦运动,然后通过测量抗氧化纳米微晶材料样品表面形貌和重量变化来评估其耐磨性能,抗氧化纳米微晶材料的断裂韧度、表面形貌和重量变化统计表如表4所示:[0075] 表4抗氧化纳米微晶材料的断裂韧度、表面形貌和重量变化统计表[0076][0077] 通过上述案例可以看到,引用本发明助溶剂和交联剂能够增加抗氧化纳米微晶材料的强度和耐磨性,能够在抵抗拉伸、压缩或弯曲等力学性质测试,在与摩擦体相互作用进行摩擦运动情况下表面形貌不发生变化,重量变化量较小,说明本发明所采用的助溶剂和交联剂具有突出的技术效果。[0078] 实施例5:在上述实施例中,所述功能性填料包括硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅抗氧化纳米微晶材料,所述硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅质量添加比为:1:3:2:1:1。[0079] 本实施例以E、F两组制备的抗氧化纳米微晶材料作为研究对象,E组不使用硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅制备抗氧化纳米微晶材料,F组采用硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅制备抗氧化纳米微晶材料,通过在万能试验机上对抗氧化纳米微晶材料施加拉伸力,测定两组抗氧化纳米微晶材料在不同应变下的应力?应变曲线,获得弹性模量、屈服强度和延伸率,弹性模量、屈服强度和延伸率统计表如表5所示:[0080] 表5弹性模量、屈服强度和延伸率统计表[0081] E组 F组弹性模量 38% 5%

屈服强度/MPa 79 179

延伸率 31% 3%

[0082] 通过上述案例可以看到,引用本发明硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅提高抗氧化纳米微晶材料力学性能和耐久性,F组制备的抗氧化纳米微晶材料弹性模量和延伸率小于E组制备的抗氧化纳米微晶材料弹性模量和延伸率,F组屈服强度大于E组,说明本发明所采用的硅酸钙、氢氧化铝、氧化锆、氧化铝和纳米二氧化硅具有突出的技术效果。[0083] 在上述实施例中,所述质量添加比采用质量比例计算方法计算,所述质量比例计算方法的工作步骤为:[0084] 步骤一、采用聚类特征分析将参与质量添加比的原料进行特征分析,所述聚类特征分析通过均值聚类算法将原料特征划分为簇类,所述簇类类内相似度大于1,簇类类间相似度小于1,所述簇类相似度计算公式为:[0085] (1)[0086] 在式(1)中, 为簇类相似度, 为质量添加比的原料特征值,为质量添加比的原料特征值下标, 为质量添加比的原料特征值求和次数, 为均值聚类算法参数, 为聚类特征分析特征值;[0087] 簇类相似度是指对于均值聚类算法得到的两个簇类,通过一定的相似性度量方法计算它们之间的相似程度,质量添加比的原料特征值是指用于描述质量添加比的原料特性的参数,通常包括物理性质、化学性质和形态结构,均值聚类算法参数是指在聚类特征分析过程中,如果当前点与新计算出来的簇类相似度之间距离小于收敛阈值,则认为已经达到了最终结果,该参数通常设定为最小误差容限,聚类特征分析特征值为每个簇类内部所有原料特征的差异程度;[0088] 步骤二、然后再采用小波变换和系数相关性原理对簇类原料特征数据进行滤波处理以剔除野值,实现簇类原料特征数据平滑,使用训练集数据训练模型将簇类原料特征数据进行训练得到质量添加比模型,所述训练集数据训练模型通过交叉验证对质量添加比模型进行评估,得到最优质量添加比模型;[0089] 步骤三、最后质量添加比模型采用拟合精度确定质量添加比的原料质量,精准计算最优质量添加比,所述最优质量添加比计算公式为:[0090] (2)[0091] 在式(2)中, 为最优质量添加比, 为质量添加比模型参数, 质量添加比模型特征值, 为质量添加比的原料质量。[0092] 质量添加比模型参数是用于评估建立的模型预测能力的指标,它可以描述模型对新数据进行预测时的准确性,即在不同程度上衡量了模型的预测精度,质量添加比模型特征值是指在构建质量添加比模型时所使用的特征属性。[0093] 在具体实施例中,设置四个测试组,采用两种方法分别计算质量添加比,方法5为采用传统方法计算质量添加比,方法6为采用本发明质量比例计算方法计算质量添加比,质量添加比计算时间和精确度统计表如表6所示:[0094][0095] 通过上述案例可以看到,引用本发明质量比例计算方法计算质量添加比,质量比例计算方法计算时间小于传统方法的计算时间,质量比例计算方法的计算精度大于传统方法的计算精度,说明本发明质量比例计算方法计算质量添加比具有突出的技术出效果。[0096] 在上述实施例中,所述纳米微晶新材料熔窑熔化部采用原位水热法制备玻璃液,所述原位水热法采用氢氧化铵与硝酸盐中硝酸锌反应生成氧化锌,反应方程式为:[0097] (3)[0098] 在方程式(3)中, 表示硝酸锌, 表示水分子, 表示氢氧化铵, 表示氧化锌, 表示硝酸铵;

[0099] 在具体实施例中,原位水热法采用氢氧化铵与硝酸盐中硝酸锌反应生成氧化锌的步骤如下:1、准备反应液:将氢氧化铵添加到纳米微晶新材料熔窑熔化部与玻璃液充分接触;2、在高温高压下进行水热处理,在此过程中,硝酸锌会与氢氧化铵发生还原反应,生成锌离子和一定量的氨气,而锌离子则会与水中产生的氢氧根离子结合,形成固体的,此时,在高温环境下, 会进一步转变为 晶体。[0100] 在上述实施例中,所述三辊压延方式的工作方法为:[0101] 步骤一、玻璃液通过流道输送至三辊压延机的进料区域,三辊压延机利用三个转动的辊轮对于玻璃液不断进行挤压和拉伸,所述三辊压延机采用液压电机和变频调速器控制辊轮之间的距离、速度和角度;[0102] 步骤二、经过三辊压延机处理后得到的玻璃基板放置在冷却室中进行冷却固化,所述冷却室设置有真空吸附器向玻璃基板施加真空吸附力,将玻璃基板紧密贴合在冷却平面上,冷却室通过制冷剂循环方式调整冷却速度和温度;[0103] 步骤三、经过冷却固化后得到的玻璃基板通过数控玻璃切割机进行切割成型,所述数控玻璃切割机通过数控控制器对电机驱动进行精确控制,所述数控控制器通过产生脉冲信号实现电机驱动切割头在玻璃表面上进行旋转、升降、倾斜和切割操作。[0104] 在上述实施例中,所述核化处理采用化学气相沉积在玻璃基板表面形成二氧化硅层,抗氧化纳米微晶材料所述化学气相沉积将水蒸气在650?700℃温度下与氯化硅反应10?20分钟,反应方程式为:

[0105] (4)[0106] 在方程式(4)中, 表示氯化硅, 表示气体状态, 表示固体状态,表示水分子, 表示二氧化硅, 表示氯化氢。[0107] 在具体实施例中,二氧化硅层可以起到保护玻璃基板的作用,防止其受到机械刮擦、化学腐蚀等因素的损伤,同时由于二氧化硅具有较高的透明性,因此在一些光电子应用中,将二氧化硅层沉积在玻璃表面可以提高透明度和光学性能,通过控制化学气相沉积过程中温度、压力等参数可以调节二氧化硅层的晶体结构和微观形貌,从而改善玻璃基板表面的性质和特性。[0108] 在上述实施例中,所述玻璃基板通过激光加热使温度逐渐升到750?850℃进行晶化处理,使得晶核长大扩散形成晶界,并800?1000℃保温30?50分钟,完成晶体生长过程,激光加热再通过控制激光功率为150W使温度逐渐降至70?100℃出窑冷却。[0109] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些具体实施方式仅是举例说明,本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下,可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如,合并上述方法步骤,从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此,本发明的范围仅由所附权利要求书限定。



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“抗氧化纳米微晶材料的制备工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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