Способ определения верхней и нижней границ отжига пеностекла Советский патент 1989 года по МПК G01N33/38 

з-

жешюго состояния пеностекла. Более выразительной характеристикой процессов, происходящих при отжиге, являются отношение усредненной амплитуды импульсов (Л) к их интенсивности (Л/N), характеризующее силу происходящих процессов (релаксация напряжений через деформации и микро разрушения и т.д.), и произведение квадрата амплитуды импульсов на их интенсивность (Л2 N), являющееся энергетической оценкой этих процессов. Поскольку параметры акустической эмиссии характеризуют уровень напряженного состояния, которое, в свою очередь, зависит от верхней и нижней границ отжига, то температура начала отжига в процессе охлаждения, от которой параметры акустической эмиссии (средние значения условной энергии ч условной мощности) имеют минимальные значения, и является верхней границей отжига пеностекла. Поскольку технология отжига изделий из пеностекла связана с релаксацией напряжений, осуществляемой в области температур отжига (температуры стеклования), т для оценки качества отжига, а также определения его верхней и нижней границ достаточно оценить уровень напряженного состояния по параметрам акустической эмисии в процессе охлаждения до температуры соответствующей вязкости стекла 10r 5N - На-с. Ниже этой температуры образования постоянных напряжений не происходит, вероятность релаксации температурных напряжений и появления остаточных напряжений пренебрежимо мала.

Способ определения параметров отжига пеностекла реализован следую щим образом.

I

Для определения верхней и нижней

границ отжига используют образцы строительного пеностекла одинаковой плотности (у 190 кг/м3) и пористости размером 160x40x40 мм. Отклонения в размерах не превышают 0,5 мм. Измерение параметров акустической эмиссии проводят на установке, включающей муфельную печь, высокотемпературный волновод, преобразователь механических колебаний электрические, интегратор, предуси- литель, измерительный прибор, частотомер элрктронносчетный, осциллогра

877 4

быстродействующий самопишущий при- .бор. Образец пеностекла помещают в печь, прикрепляют к нему высокотемпературный волновод с преобразователем, подключенным через интегратор, предусилитель к измерительному прибору. Первоначально для грубого определения верхней границы отжига паO раметры акустической эмиссии (A3) измеряют от температуры начала деформации стекла и более низких температур до 400 С, соответствующей вязкости стекла 10 Па-с,причем

5 с каждым последующим охлаждением начальную температуру охлаждения снижают на 20°С,

Нагрев образцов до температуры начала деформации стекла (570 С) про0 водят со скоростью 2,0 С/мин, выдержку при этой температуре проводят в течение 30 мин, охлаждение проводят до 400°С со скоростью 1 С/мин. На протяжении всего периода охлаждения

5 от 570 до 400 С в образце пеностекла происходят процессы- релаксации напряжений посредством деструкции и деформаций, которые воспринимаются преобразователем и преобразуются в

0 электрические колебания. Усиленные предусилителем электрические колебания регистрируются измерительным прибором, с которого далее подаются на частотомер, осциллограф и быстро5 действующий самопишущий прибор. Частотомером регистрируются интенсивность импульсов, осциллографом и самопишущим быстродействующим прибором амплитуда импульсов. Расчитывают

0 среднее значение произведения квадрата амплитуды на интенсивность импульсов (А2 Н), где А - амплитуда сигналов АЭ, N - интенсивность и среднее значение частного от деле-

5 ния амплитуды к интенсивности (A/N) характеризующие проходящие процессы отжига. (A2 N)cp и (A/N)fp соответственно составили 1500 усл. ед.

л

(условных единиц) и усл. ед.

0

Вторую серию образцов строительного пеностекла такой же плотности ( 190 кг/м3) помещают в муфельную электропечь, нагревают до 550 С, выдерживают при этой температуре 30 мин и равномерно охлаждают от этой температуры со скоростью 1 С/мин до 400°С. В процессе охлаждения с помощью установки АЭ регистрируют параметры акустической эмиссии: ин

5

тенсивногть 11 и амплитуду А импульсов АЭ. Рассчитывают средние значения (A2 N) и (А/Ы)Ср , они составили, соответственно, 1280 и и 295,0 -Ю-4 усл. ед.

Следующее охлаждение и регистрацию параметров АЭ у третьей серии образцов с J 190 кг/м3 проводят от 530 до 400° С (А2 М)ср и (А/Ы)ср составили 820 и 14610 усл. ед, соответственно .

Следующую серию образцов помещают в муфельную электропечь, нагревают со скоростью 2 С/мин до 5Ш°С, выдерживают при этой температуре 30 мин, охлаждают от этой температуры до 400°С. В процессе охлаждения регистрируют с помощью установки АЭ параметры АЭ. Рассчитанные (A2 N) и (A/N)f составили, соответственно, 840 и 152-10 усл. ед.

У пятой серии образцов плотностью 190 кг/м3 параметры АЭ регистрируют в процессе охлаждения от 490°С до

40U

) С, рассчитанные (А ,)с„

НО г С - О 7 / - 1 / 4 .

(A/N)

Cp

составили 1325 и 27b% 10 усл. ед т.е. наблюдается возрастание параметров АЭ, поэтому дальнейшее снижение температуры начала отжига не осуществляют. Минимальные значения средних А2 N и A/N имели место при охлаждении от температуры 530 С. Следовательно, температура 530°С является приближенной верхней границей отжига, а ее истинное значение находится в интервале температур 550-520°С. Для определения (действительной) истинной верхней границы отжига параметры АЭ измеряют от температуры выше и ниже первоначаль- но найденной верхней границы отжига (), причем с каждым последующим охлаждением начальную температуру повышают или понижают на 2 С в зависимости от того проводят ли охлаждение от высших или низших температур, чем 530°С.

Определение параметров АЭ проводят от температуры 532DC. Средние A2 N и A/N составили 842 и 157 и КГ усл. ед. соответственно. Следовательно, действительное значение верхней границы отжига находится ниже 530°С, поскольку имеет место увеличение параметров АЭ при охлаждении от 532 С.

При охлаждении от температуры 528°С средние значения А2 N и A/N

10

20

°Р

15

14798776

составили 805 и 124 Ч усл. ед. соответственно. При охлаждении от 52Ь°С (A2 N)cp «15 усл. ед. , (A/N), 5 132-Ю-4 усл. ед.

Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что верхней границей отжига является 528°С.

Для определения нижней границы отжига проводят анализ по параметрам АЭ сигналов АЭ в процессе охлаждения от верхней температуры отжига (528°С) . Первый экспериментальный прирост в два и более раз выше рассчитанных средних параметров АЭ - (A2 N) ЗЙ60 усл.ед., A/N 740-10 4 усл.ед. наблюдают при 442°С. Сопоставление полученных данных в процессе дальнейшего охлаждения позволяют установить значение нижней температуры отжига на 30-32 С выше температуры, при которой наблюдается первый экстремальный пик параметров АЭ. При превышении этой температуры в процессе дальнейшего охлаждения наблюдается появление в изделиях значительных остаточных напряжений, превышающих допустимые. Экономически невыгодно снижать нижнюю температуру отжига ниже температуры на 30-32аС выше той, при которой в процессе охлаждения от верхней температуры отжига наблюдают первый экстремальный пик параметров АЭ, поскольку ниже этой температуры наблюдают малую релаксацию внутренних напряжений. Следовательно за нижнюю температуру отжига принимают (472- 474)°С.

После получения данных о границах отжига был проведен отжиг пеностекла по известному режиму и параметрам (верхняя граница отжига ,

25

30

35

40

45

50

- А , нижняя граница отжига Т

490 С, скорость охлаждения в интервале отжига ,7°С/мин) и по экспериментально полученным параметрам (Tfc 528aC, Т„ 473°С, ,7°С/мин).

В таблице приведены свойства пеностекла, полученного по режимам 1 (известный) и 2 (экспериментальный).

Как видно из приведенных и таблице данных, способ определения параметров отжига пеностекла позволяет с большей точностью установить значения этих параметров, что в последующем использовании экспериментально установленных параметров в процессе отжига позволяет значительно улучшить физико-механические свойства пеностекла и повысить выход годных изделий.

Формула изобретения

Способ определения верхней и нижней границ отжига пеностекла, включающий измерение температуры (Т),интенсивности (N) н амшнпуды (Л) сиг-налов акустической эмиссии в процессе охлаждения5 о т л н ч а ю щ н и - с я тем. что, с целью повышения

0

точности, многократно определяют средние значения условной мощности (A/N) и условной энергии (Л2 N) в процессе охлаждения пеностекла со скоростью 1 С/мин в интервалах от температуры деформации стекла и более низких температур до температуры, соответствующей вязкости стекла Qif f -1017|° Па-с, и за верхнюю границу отжига принимают температуру начала охлаждения, в процессе которого полученные средние значения условной мощности и условной энергии имеют минимальные значения, а за нижнюю границу отжига принимают значение температуры на 30-32°С выше температуры, при которой наблюдают первый экстремальный прирост условной мощности и условной энергии сигналов акустической эмиссии, полученных В процессе охлаждения от верхней границ, отжига.

Изобретение относится к производству стройматериалов ,в частности, к способам определения верхней и нижней границ отжига пеноматериала, например пеностекла. Цель изобретения - повышение точности. Способ определения верхней и нижней границ отжига пеностекла, включающий измерение температуры Т, интенсивности N и амплитуды А сигналов акустической эмиссии в процессе охлаждения, осуществляют путем многократного определения средних значений условной мощности А/N и условной энергии А²N в процессе охлаждения пеностекла со скоростью 1°С/мин в интервалах от температуры деформации стекла и более низких температур до температуры, соответсвующей вязкости стекла 10^15,°-10^17,° Па. с. За верхнюю границу отжига принимают температуру начала охлаждения, в процессе которого полученные средние значения условной мощности и условной энергии имеют минимальные значения, а за нижнюю границу отжига принимают значение температуры на 30-32°С выше температуры, при которой наблюдают первый экстремальный прирост условной мощности и условной энергии сигналов акустической эмиссии, полученных в процессе охлаждения от верхней границы отжига. Способ позволяет с большой точностью установить температуры отжига, что, в свою очередь, обеспечивает повышение выхода годных изделий. 1 табл.