一種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測定方法
【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，選取同一批次空心玻璃微珠樣品，將樣品烘至干燥待用，首先測定初始樣品的表觀顆粒密度ρ1，然后測定空心玻璃微珠球殼的表觀顆粒密度ρg，最后測定施加等靜壓強(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)明的方法測試結(jié)果更為準(zhǔn)確，并且方法簡便，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)。
【專利說明】—種空心玻璃微珠抗等靜壓強(qiáng)度的測定方法
【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)度測試不具有廣譜性。
[0006]國外生產(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的測試原理是利用高壓氣體使一定量的空心玻璃微珠破碎來測定空心玻璃微珠的抗等靜壓強(qiáng)度，在測試時(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)中水等靜壓法測試結(jié)果偏高、普通氣壓法測試結(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，測試結(jié)果更為準(zhǔn)確，并且方法簡便，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，裝入真密度測試儀樣品艙，使用真密度測試儀測定樣品的密度
P I ；
[0012]步驟二、測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，使用真密度測試儀測定粉碎后的樣品的密度P g ;
[0014]步驟三、測定施加等靜壓強(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試艙，關(guān)閉高壓測試艙，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，打開泄壓閥，恢復(fù)常壓后，打開高壓測試艙，取出樣品池，將壓縮后的樣品從樣品池中取出，轉(zhuǎn)入真密度測試儀樣品艙，使用真密度測試儀測定樣品的密度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，裝入真密度測試儀樣品艙，使用真密度測試儀測定樣品的密度P !； 步驟二、測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，使用真密度測試儀測定研碎后的樣品的密度P g ； 步驟三、測定施加等靜壓強(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試艙，關(guān)閉高壓測試艙，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，打開泄壓閥，恢復(fù)常壓后，打開高壓測試艙，取出樣品池，將壓縮后的樣品從樣品池中取出，轉(zhuǎn)入真密度測試儀樣品艙，使用真密度測試儀測定樣品的密度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)開祺, 宋廣智 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所