разное

Исследование структуры пеностекла в связи с ее развитием

На начальных стадиях развития пеностекло по своей струк­туре приближается к шаровой пене [55], для которой харак­терны незначительное насыщение газами и большая толщина разделительных стенок (рис. 5.6, а). Устойчивость этого вида пены, пузырьки которой могут самостоятельно растягиваться или смещаться, зависит от величины их и вязкости дисперсион­ной среды. Каждый пузырек шаровой пены имеет свойственное ему капиллярное давление кривизны, пропорциональное обрат­ному значению его радиуса. При введении в такую систему мелких частиц твердого вещества можно повысить ее устой­чивость [317, 318].

Для стабилизированных шаровых пен характерна высокая прочность, так как при большой толщине разделительных сте­
нок снижается вероятность их повреждения, а в случае по­верхностных царапин благодаря наличию избыточной жидко­сти, ее подвижности и высокому поверхностному натяжению возможно «самозалечивание».

Однако с точки зрения изоляционных свойств пеностекла шаровая пена не представляет интереса, поскольку для нее свойственны большая объемная масса (500—1400 кг/м3) и вы­сокий коэффициент теплопроводпосги (0,3—0,65 ккал/(м-ч - •°С)), и поэтому ее можно рассматривать лишь как промежу­точную форму состояния пеностекла в процессе его развития.

Исследование структуры пеностекла в связи с ее развитием

Рис. 5.6. Типы структуры пеностекла: а — шаровой (X15); б — многогран­ной (Х2); в — схема «идеальной» структуры многогранной пены

Исследование структуры пеностекла в связи с ее развитием

А

По мере дальнейшего насыщения шаровой пены газами она

Постепенно переходит в многогранную, с ячейками преимуще­ственно полиэдрической формы (рис. 5.6,6). При условии по­стоянства реологических свойств расплава и равновеликих зародышевых пузырей структура многогранной пены, очевидно, соответствовала бы рис. 5.6, в. Однако в действительности про­цесс формирования структурных элементов ячейки пеностекла' осложнен взаимосвязанными и налагающимися друг на друга явлениями: накоплением жидкой фазы в гетерогенной пиропла - стической системе, взаимодействием стекла с газообразовате - лем, формированием твердой кристаллической фазы и другими, которые затрудняют развитие «идеальной» структуры.

В достаточно развитой пене, полученной из некристалли - зующихся стекол (например, рис.. 5.7, 1, 2), разделитель­ная стенка ячейки имеет форму пластинки с двумя вогну­тыми меинсками. Толщина ее в наиболее тонком месте (обыч­но в центре) достигает всего лишь нескольких микрон, что в 1,5—2 раза меньше среднего диаметра частицы стекла пено­образующей смеси. В одной и той же ячейке можно наблюдать

Исследование структуры пеностекла в связи с ее развитием

Пластинки с большей толщиной стенок, намного превышающей величину элементарной частицы стекла. Причем для серии ячеек эти утолщения стенок не ориентированы. Поэтому мож­но предположить, что ячейки в процессе своего развития не только увеличиваются в объеме, но и совершают некоторое движение. В таком случае в двойной разделительной стенке также происходит движение жидкости, и чем свободнее она движется, тем равномернее происходит развитие структуры в целом.

Встречающиеся сравнительно редко в таком пеностекле ло­кальные утолщения стенок, как правило, не содержат инород­ных включений, что указывает на возможность образования их в присутствии более крупных частиц стекла в смеси либо в ре­зультате протекания реакций с поглощением тепла. Редкие кри­сталлы различной природы обнаружены главным образом на поверхности пластинок, что, по-видимому, является результа­том поверхностной кристаллизации стекла в присутствии газо - образователя.

В спеках на основе стекла, склонного к поверхностной крис­таллизации, формируются стенки ячеек с попеременными одно - или двусторонними утолщениями (рис. 5.7, 5). На поверх­ности их и в массе часто обнаруживаются кристаллы или другие инородные включения, которые, очевидно, и являются причиной деформации разделительных стенок. В местах наибо­лее крупных включений прослеживаются небольшие трещины, количество которых тем больше, чем выше степень закристал­лизованное™ стекла.

Аналогичные дефекты структуры, но в значительно боль­шей мере наблюдаются в пеностекле, полученном при вспе­нивании горных пород без предварительной варки (рис. 5.7, 6). Причиной их является присутствие первичной кристаллической фазы исходного сырья, которая остается в спеке пенообра­зующей смеси к моменту начала его вспенивания {50, 52, 138]. Структура пеностекла на основе кристаллизующихся стекол весьма разнородна, а изделия из него имеют большую объемную массу (400—800 кг/м3).

Замечено, что по мере повышения кристаллизационной опо: собности стекол или при наличии в пенообразующей смеси первичной кристаллической фазы (непосредственное вспени­вание горных пород) в пенообразующую смесь требуется вво­дить большее количество газообразователя, очевидно, для то­го, чтобы компенсировать увеличение работы вспенивания, вызванное повышением вязкости расплава в присутствии твер­дых частиц. Снижение подвижности расплава внутри элемен­тарной пластинки способствует повышению ее жесткости и соответственно устойчивости всей системы, что на стадии вспе­нивания тормозит развитие структуры пеностекла, понижая при этом его наиболее важные свойства: объемную массу, те­плопроводность и водопоглощение. Именно этим можно объяс­нить то, что пеноситаллы являются тяжелыми по отношению к высококачественному пеностеклу [318—327], а наиболее лег­кие из них [319—325] не отличаются высокой прочностью, свойственной закристаллизованному стеклу.

Развитию структуры пеностекла препятствуют также части­цы железа, хрома, шамота и другие, которые находятся в спе - ке в твердом состоянии. Эти включения (или новообразования) характеризуются другими по сравнению со стеклом коэффи­циентами термического расширения, а также анизотропным характером теплопроводности, что вызывает возникновение на­пряжений в стенках ячеек, в результате которых образуются трещины в отдельных структурных элементах, снижающие прочность пеностекла.

Термическая неоднородность спеков пенообразующей сме­си, возникающая как в результате недостаточного ее усредне­ния, так и при ускоренном течении процесса нагрева в области температур от начала спекания стекла до максимума вспени­вания пеностекла, также является причиной формирования де­формированных ячеек. Поэтому для повышения ее рекомен­дуется перед вспениванием уплотнять пенообразующую смесь любым из известных способов [3, 247] или процесс нагрева опеков вести с малой скоростью.

Значительно уменьшают однородность почти всех элемен­тов структуры пеностекла макропузырьки, появляющиеся в большом количестве в пиропластическом спеке в момент обра­зования разделительных стенок между ячейками. Простран­ственное размещение микропузырьков в стенках многогранни­ков может быть следующих типов:

Очень малых размеров внутри стенки;

Расположенных по всей длине стенки, частично рядом с ее ребром (гранью) и главным образом внутри стенки;

Рассеяны с малыми интервалами по всей длине стенки, а также вдоль ее ребер и на поверхности;

Размещены вдоль ребра внутри и снаружи многоугольника, разделяющего многогранники.

Пузырьки с меньшими (относительно средних) размерами, частично выступающие внутри многогранников, а также боль­шие пузыри, образующиеся как дополнительные выросты, уменьшают прочность разделительных стенок и в целом струк­туру пеностекла. Многоугольники, разделяющие многогранни­ки, часто содержат пузыри средних размеров, которые частич­но их деформируют и снижают жесткость их конструкции. Этот тип пузыря довольно сильно влияет на ослабление тех много­гранников, для которых многоугольники создают как бы углы, соединяющие весь скелет пеностекла.

Исследование структуры пеностекла, полученного на осно­ве различных стекол, позволяет сделать следующие обобщаю­щие выводы о причинах возникновения дефектов в ее струк­турных элементах.

В начальных стадиях развития структура пеностекла близ­ка к шаровой пене. Такое пеностекло представляет интерес лишь в случае получения пеноситаллов, когда важнейшим свойством его является прочность, а не теплофизические ха­рактеристики.

Даже в наиболее благоприятных для вспенивания условиях (фазовая и термическая однородность, применение некристал - лизующихся стекол и чистого углерода) легкое пеностекло (у = 200 кг/ж3) содержит значительное количество дефектов, ослабляющих общутд прочность его структурного каркаса. Наиболее вероятными причинами возникновения их являются микронеоднородность стекол, протекание окислительно-вос­становительны х реакций с поглощением или выделением те­пла, вызывающих локальное изменение вязкости. Количество дефектов обратно пропорционально объемной массе пено­стекла, что указывает на наличие взаимосвязи между линей­ными размерами этих дефектов и толщиной разделительных стенок. Для пеностекла на основе некристаллизующихся сте­кол характерно наличие лишь отклонений в геометрии струк­турных элементов и отсутствие пор в виде капилляров, что способствует снижению водопоглощения и сорбционной спо­собности пеностекла в условиях знакопеременных температур и высокой влажности окружающей среды.

Наиболее часто встречающиеся дефекты структуры возни­кают в результате фазовой неоднородности расплава на ста­дии развития пеностекла. Количество формирующихся дефек­тов пропорционально содержанию в жидкой фазе инородных включений, главным образом кристаллической фазы, образую­щейся в результате кристаллизации исходного стекла, и частиц металлического железа. Локализация этих включений влияет на водопоглощение пеностекла, капиллярный подсос влаги и объемную массу. В случае образования их в самой раздели­тельной стенке повышаются все перечисленные свойства, при поверхностной кристаллизации — лишь объемная масса.

Инородные включения в связи с различием их термических свойств способствуют формированию микротрещин и капил­ляров, особенно на стадии отжига и в процессе эксплуатации пеностекла, понижая тем самым его прочность и повышая во­допоглощение.

Можно предположить, что пеномасса с большим количест­вом дефектов структуры обладает пониженными деформацион­но-упругими характеристиками. Очевидно, это связано с нали­чием открытых пор в ячейках соединительных каналов между ними, исключающих восстановление временно деформирован­ных элементов в связи с повышением давления газов в случае замкнутой ячейки. Сами же твердые частицы, локализируясь в вершинах многогранников, также повышают общую жест­кость пеномасс, что с точки зрения восстановления структуры является нежелательным. Исходя из данного положения, для выбора и обоснования принципов формования пеностекла не­обходимо более детальное исследование его деформационно - упругих характеристик в области температур формования и отжига.

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.