Анализ их указывает на независимость коэффициента Пуассона от изменений температуры в изученной температурной области. Модуль упругости пеностекла (как и у большинства силикатных стекол) уменьшается с ростом температуры, что связано, очевидно, с увеличением расстояний между ионами в твердой фазе и повышением кинетической энергии теплового движения частиц. Экспериментальные данные, рассчитанные для пеностекла объемной массой 180 кг/м3, приведены в табл. 26.

Анализ их показывает, что температурные зависимости упругих характеристик пеностекла на основе использованных нами составов стекол уменьшаются с повышением температуры, а коэффициент Пуассона имеет такое же значение, как и у массивных силикатных стекол (μ = 0,18—0,3 [297]). Полученное значение коэффициента Пуассона несколько выше значений, приведенных Е. Н. Прокофьевым [314], объясняется это меньшими деформативными способностями использованных им образцов пеностекла в связи с их большой объемной массой (γ = 300 кг/м3).

Исследование свойств пеностекла

Исследование свойств пеностекла в интервале температур отжига позволяет оценить влияние каждого из этих факторов на безопасную скорость охлаждения изделий из пеностекла и установить общие закономерности, характерные для процесса отжига. Расчет скорости охлаждения по формуле (5.14) с использованием полученных нами данных при исследовании свойств пеностекла позволил установить новую зависимость температура — скорость охлаждения (рис. 5.19). При выполнении расчетов толщина блоков (2d) была принята равной 0,1 м при объемной массе пеностекла 180 кг/м3.

Зависимость модуля упругости пеностекла от температуры

Поскольку для определения допустимой скорости охлаждения полученные расчетные значения необходимо разделить на коэффициент запаса прочности то его выбор в значительной мере повлияет на общую продолжительность отжига, особенно если принять его равным 5—10, как принято при отжиге массивных стеклянных изделий. Поэтому с учетом проверенных на практике рекомендаций Ф. Шилла [1] нами был принят К = 3.

Изменение скорости охлаждения пеностекла

Полученные расчетные значения для температурной кривой охлаждения пеностекла исключают возможность увеличения скорости охлаждения на заключительных стадиях процесса отжига, что не согласуется с данными работ [11, 15, 299]. Увеличение скорости охлаждения пеностекла в начальных стадиях процесса охлаждения с последующим ее снижением по мере охлаждения пеностекла косвенно подтверждается результатами исследований Р. Гардона [315], который, изучая напряжения в процессе отжига листового стекла, установил рост напряжений при постоянной скорости охлаждения.

Скорость охлаждения в интервале зоны собственно отжига должна быть достаточно низкой, чтобы остаточные напряжения, возникающие после ее прохождения, имели небольшие значения. Так как в настоящее время отсутствуют методы, позволяющие определить остаточные напряжения, возникшие в пеностекле после прохождения начальной зоны отжига, на этом участке можно применять экспериментально установленную рядом исследователей [13, 15] скорость охлаждения 0,6— 0,7 °С/мин.

В отличие от массивных стекол, где за верхнюю температуру отжига принимается значение ее при вязкости стекла 1013 пз (при этом значении ее Тg релаксационный процесс в основном заканчивается в течение нескольких минут), для пеностекла следует принимать более высокое значение температуры, близкое к Tн.д. При нижней температуре отжига релаксация напряжений длится несколько часов. Значение ее соответствует температуре при вязкости стекла 1014,5 пз.

Таким образом, исходя из предположения, что у алюмомагнезиального стекла во всей области температур собственно отжига при понижении температуры на каждые 8—10 °С вязкость увеличивается в два раза [298], температурный интервал для области вязкости 1013—1014.5 пз равен 50 °С и нижняя температура отжига для пеностекла 2На(Tg = 510 °С) составит 460 °С, а для пеностекла 6На(Tg = 540 °С) — 490 °С.

Анализ данных скорости охлаждения пеностекла в зависимости от его теплофизических и термомеханических свойств (табл. 27) показывает, что у изученных нами типов пеностекла определяющим фактором является температуропроводность материала, которая обусловлена степенью и равномерностью дисперсности газовой фазы в пеностекле. Термомеханические характеристики оказывают незначительное влияние на скорость отжига данных типов пеностекла, поскольку механическая прочность и модуль упругости, связанные обратной зависимостью, характеризуются изменением своей абсолютной величины от температуры в зависимости, близкой к постоянной величине, а коэффициенты термического расширения пеностекла 2На и 6На мало различаются между собой. При отжиге пеностекла 6Нc с улучшенными структурно-механическими показателями необходим более длительный режим отжига, причем зависимость температура — время отжига приближается к линейной, в то время как кривая отжига пеностекла, вспененного на основе антрацита, соответствует кривым, характеризующим инерционный тип отжига.

При наличии в структуре пеностекла сообщающихся каналов между отдельными ячейками температуропроводность его значительно повышается, что позволяет вести более ускоренное охлаждение его на протяжении всего периода отжига.

Математический анализ рассчитанной нами зависимости температура — скорость охлаждения (табл. 27) показывает, что она соответствует кривым, характеризующим инерционный тип отжига [298], и может быть описана уравнением t = Се-КТ (5.19), где t — температура в момент времени т; т — время от начала охлаждения; С и К — постоянные, зависящие от свойств пеностекла.

Возможно Вас заинтересует:

СТРАНИЦЫ: