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一種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于等靜壓【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法。該方法采用氣壓法直接對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度進(jìn)行有效檢測(cè)，選取同一批次空心玻璃微珠樣品，將樣品烘至干燥待用，首先測(cè)定初始樣品的表觀顆粒密度ρ1，然后測(cè)定空心玻璃微珠球殼的表觀顆粒密度ρg，最后測(cè)定施加等靜壓強(qiáng)P后樣品的表觀顆粒密度ρp，按照公式計(jì)算在一定等靜壓強(qiáng)P下的空心玻璃微珠的破損率NP，結(jié)果用百分?jǐn)?shù)(％)表示。本發(fā)明的方法測(cè)試結(jié)果更為準(zhǔn)確，并且方法簡(jiǎn)便，易操作，為空心玻璃微珠行業(yè)提供對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度的判定依據(jù)。
【專利說(shuō)明】—種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于等靜壓【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]空心玻璃微珠是一種尺寸微小、球形、性能獨(dú)特而穩(wěn)定的空心玻璃球，屬無(wú)機(jī)非金屬材料，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、絕熱、隔聲、電絕緣性好、耐高低溫、耐磨、耐腐蝕等優(yōu)良特性，其表觀顆粒密度一般為0.1-0.7g/cm3，尺寸范圍為幾微米至幾百微米?？招牟Ａ⒅榭稍诙喾N復(fù)合有機(jī)樹(shù)脂中作為填料，應(yīng)用于建材、涂料等絕熱保溫領(lǐng)域，還可作為特殊功能材料，如用于航空航天的輻射屏蔽材料、海洋領(lǐng)域輸送石油和天然氣的管道保溫材料、制導(dǎo)裝置的阻尼減震材料、高靜水壓光纖傳感器材料、貯氫材料、電磁屏蔽材料等，有著廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]空心玻璃微珠應(yīng)用在某些領(lǐng)域時(shí)，需具有一定的抗壓能力，如用于建材行業(yè)的絕熱保溫材料，空心玻璃微珠可復(fù)合其它樹(shù)脂使用，使用時(shí)將受到拉伸、壓縮、彎曲、扭曲等負(fù)荷的作用，如果所受的負(fù)載大于空心玻璃微珠允許承受的極限，空心玻璃微珠會(huì)發(fā)生變形甚至破碎，繼而絕熱保溫材料失去保溫性能；如用于海洋領(lǐng)域的管道保溫材料，材料在海洋環(huán)境中將承受全方位的靜水壓力(水深每增加100m，水壓增加IMPa)，具有較高抗壓強(qiáng)度的空心玻璃微珠則可以用于更大深度的海洋環(huán)境中。因此，空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度成為實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵的參考指標(biāo)之一，對(duì)工程技術(shù)應(yīng)用和科學(xué)技術(shù)研究工作都有重要意義。
[0004]抗等靜壓強(qiáng)度是表征空心玻璃微珠性能的重要指標(biāo)之一，在實(shí)際應(yīng)用中，行業(yè)內(nèi)使用空心玻璃微珠在一定的等靜壓強(qiáng)下的體積變化率即破損率的數(shù)值來(lái)表征空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的大小。這是因?yàn)榭招牟Ａ⒅榫哂星蛐吻覂?nèi)部中空的結(jié)構(gòu)，在一定的等靜壓強(qiáng)度下會(huì)發(fā)生破碎，體積變小，對(duì)于同種型號(hào)的空心玻璃微珠，隨著等靜壓強(qiáng)度的增大，破損率也逐漸增大。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，對(duì)破損率數(shù)值大小的接受程度不同。比如，對(duì)于國(guó)外生產(chǎn)高性能空心玻璃微珠的公司3M公司通常將空心玻璃微珠的破損率數(shù)值不大于20%時(shí)對(duì)應(yīng)的等靜壓強(qiáng)度作為該型號(hào)樣品的抗等靜壓強(qiáng)度。對(duì)于國(guó)內(nèi)使用空心玻璃微珠制備深海浮體材料時(shí)，空心玻璃微珠在10-15MPa的等靜壓強(qiáng)度下，破損率數(shù)值應(yīng)盡量控制在20 %以內(nèi)，這樣才可以起到增大材料浮力的目的。
[0005]目前國(guó)內(nèi)對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度采用液體等靜壓法進(jìn)行測(cè)試，通常采用水等靜壓法。此方法對(duì)樣品要求苛刻，由于水環(huán)境對(duì)空心玻璃微珠球殼有一定的腐蝕作用，如果空心玻璃微珠產(chǎn)品堿性較高，則水環(huán)境對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，使測(cè)定的破損率數(shù)值偏高，影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，水等靜壓法用于空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度測(cè)試不具有廣譜性。
[0006]國(guó)外生產(chǎn)高性能空心玻璃微珠的公司3M公司對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度采用氣體等靜壓法進(jìn)行測(cè)定，通常采用氮?dú)獾褥o壓法，制定了企業(yè)內(nèi)部控制方法(3MQCM14.1.5)03M QCM14.1.5的測(cè)試原理是利用高壓氣體使一定量的空心玻璃微珠破碎來(lái)測(cè)定空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度，在測(cè)試時(shí)向空心玻璃微珠樣品中加入大量標(biāo)準(zhǔn)云母粉從而得到兩者的混合物，然后將該混合物進(jìn)行氮?dú)鈹D壓，由于破碎的空心玻璃微珠球殼所占體積為極小值而被忽略，這樣使得測(cè)定的破損率數(shù)值有偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)中水等靜壓法測(cè)試結(jié)果偏高、普通氣壓法測(cè)試結(jié)果有偏差的缺陷，提供一種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法。該方法采用氣壓法直接對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度進(jìn)行有效檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果更為準(zhǔn)確，并且方法簡(jiǎn)便，易操作，為空心玻璃微珠行業(yè)提供對(duì)空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度的判定依據(jù)。
[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]選取同一批次空心玻璃微珠樣品，將樣品烘至干燥待用，然后按照以下步驟進(jìn)行:
[0010]步驟一、測(cè)定初始樣品的表觀顆粒密度P !:
[0011]取出1-10克樣品，裝入真密度測(cè)試儀樣品艙，使用真密度測(cè)試儀測(cè)定樣品的密度
P I ；
[0012]步驟二、測(cè)定空心玻璃微珠球殼的表觀顆粒密度Pg: [0013]取出20-40克樣品，充分粉碎，使用真密度測(cè)試儀測(cè)定粉碎后的樣品的密度P g ;
[0014]步驟三、測(cè)定施加等靜壓強(qiáng)P后樣品的表觀顆粒密度P p:
[0015]取出1-10克樣品，裝入特定樣品池，然后將樣品池放入特定的高壓測(cè)試艙，關(guān)閉高壓測(cè)試艙，利用增壓器通入壓縮介質(zhì)，升壓至壓強(qiáng)1-100MP，控制升壓時(shí)間為1-30分鐘，保持壓強(qiáng)0-5分鐘，打開(kāi)泄壓閥，恢復(fù)常壓后，打開(kāi)高壓測(cè)試艙，取出樣品池，將壓縮后的樣品從樣品池中取出，轉(zhuǎn)入真密度測(cè)試儀樣品艙，使用真密度測(cè)試儀測(cè)定樣品的密度Pp ;
[0016]步驟四、按照下述公式計(jì)算在一定等靜壓強(qiáng)P下的空心玻璃微珠的破損率Np，結(jié)果用百分?jǐn)?shù)(％ )表示:
【權(quán)利要求】
1.一種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于選取同一批次空心玻璃微珠樣品，將樣品烘至干燥待用，按照以下步驟進(jìn)行: 步驟一、測(cè)定初始樣品的表觀顆粒密度P !: 取出1-10克樣品，裝入真密度測(cè)試儀樣品艙，使用真密度測(cè)試儀測(cè)定樣品的密度P !； 步驟二、測(cè)定空心玻璃微珠球殼的表觀顆粒密度P g: 取出20-40克樣品，充分粉碎，使用真密度測(cè)試儀測(cè)定研碎后的樣品的密度P g ； 步驟三、測(cè)定施加等靜壓強(qiáng)P后樣品的表觀顆粒密度P p: 取出1-10克樣品，裝入特定樣品池，然后將樣品池放入特定的高壓測(cè)試艙，關(guān)閉高壓測(cè)試艙，利用增壓器通入壓縮介質(zhì)，升壓至壓強(qiáng)1-100MP，控制升壓時(shí)間為1-30分鐘，保持壓強(qiáng)0-5分鐘，打開(kāi)泄壓閥，恢復(fù)常壓后，打開(kāi)高壓測(cè)試艙，取出樣品池，將壓縮后的樣品從樣品池中取出，轉(zhuǎn)入真密度測(cè)試儀樣品艙，使用真密度測(cè)試儀測(cè)定樣品的密度Pp ; 步驟四、按照下述公式計(jì)算在一定等靜壓強(qiáng)P下的空心玻璃微珠的破損率Np，結(jié)果用百分?jǐn)?shù)(％ )表示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于所述步驟三中樣品裝入特定樣品池時(shí)體積以松裝裝滿樣品池為準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于所述步驟三中的壓縮介質(zhì)為惰性氣體、氮?dú)?、氧氣或空氣?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于所述的壓縮介質(zhì)為IS氣或氮?dú)狻?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于所述的步驟三中當(dāng)壓強(qiáng)小于20MPa時(shí)，1分鐘≤升壓時(shí)間〈10分鐘；當(dāng)壓強(qiáng)大于等于20MPa時(shí)，10分鐘<升壓時(shí)間< 30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于所述的步驟三中升壓至壓強(qiáng)5-50Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于所述的步驟三中保持壓強(qiáng)2分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測(cè)定方法，其特征在于比較不同型號(hào)的空心玻璃微珠樣品在相同等靜壓強(qiáng)下的破損率數(shù)值時(shí)，控制一致的升壓時(shí)間和保持一致的壓強(qiáng)時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01N3/10GK103954506SQ201410196976
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】張敬杰, 李冰, 嚴(yán)開(kāi)祺, 宋廣智 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所