Спосіб виготовлення блока плавучості на основі піноскла

Спосіб виготовлення блоків плавучості на основі піноскла, що включає дрібнодисперсний помел скла і вуглецевого піноутворювача з наступним їх змішуванням та витримкою в печі при тем 3 50419 тримують піноутворюючу шихту при температурі спінення 840-880°С протягом 30-40хв. з подальшим охолодженням в печі. Ефективним є використання тарного скла з хімічним складом, вказаним в таблиці 1. Тому що воно має низьку температуру розм'якшення (760°С), і є "довгим", тобто невеликі коливання температур в печі не впливають на в'язкість скла. При 800°С в'язкість скла стає низькою настільки, що вже можливо утворення пор при цій температурі і вище. Основна вимога до піноутворювача - щоб температура його окислення була близька до температури розм'якшення скла і, оскільки матеріал призначений для підводної техніки, він повинен утворювати переважно закриті пори, що забезпечить його плавучість і високі теплоізоляційні властивості. Тому як піноутворювач був узятий кам'яновугільний кокс, який дає максимальну кількість закритих пор, і температура його піноутворення близька до 800°С. Оскільки блок плавучості повинен мати в першу чергу високі характеристики міцності, він повинен бути дрібнопоруватим. Його густина варіюється в межах 450-700кг/м3. 4 Приклади властивостей блоків плавучості на основі піноскла, отриманих при конкретних технологічних режимах вказано в таблиці 2. За даними експерименту неможливо при температурі 840°С використовувати менше 2,6% коксу в шихті, тому що отриманий блок матиме густину більше 700кг/м3. Також при температурі 880°С небажаним є час витримки, що складає 40 хвилин, тому що кількість відкритих пор починає різко збільшуватись і блок втрачає частину своєї плавучості і теплофізичних властивостей. Механізм руйнування блока плавучості з піноскла при гідростатичному стисканні відрізняється від інших блоків плавучості, наприклад, блоків із сферопластиків, які при досягненні певного тиску руйнуються повністю, тобто мають гідростатичну міцність. Для блоків із піноскла є характерним безперервний процес накопичення пошкоджень (пошкоджуваність) в закритій частині поруватої структури, що не дозволяє знайти граничний тиск для досліджуваних блоків плавучості при гідростатичному стисканні. Тому знайдені границі руйнування, які відповідають заданим рівням пошкоджуваності та поверхневе водопоглинання при 5 та 10МПа (таблиця 2). Таблиця 1 Склад бою тарного скла Елемент SiO2 А12О3 СаО MgO Na2O SO3 Склад в мас. % 72-75 2,2-3,75 5,3-7,0 3-4,5 14-16 0,2-0,5 Таблиця 2 Технічні характеристики блоків плавучості із піноскла, виготовлених при різних технологічних умовах. Поверхневе Час виТехноло- Коефіцієнт теп- Тиск занурення при водопоглитримки Кількість Температура Густина гічна від- лопровідності, рівні пошкоджуваності нання блоку, при тем- піноутвоВт/м*°С блоку, МПа виготовлення блока, крита г/см2 пературі рювача, блока г/см3 поруваспінення % при при тість, % 5% 10% 20% 30% 5МПа 10МПа блока, хв. 20°С 300°С 30 2,6 0,7 1,2 0,226 0,240 4,6 8,2 11,8 19,4 0,012 0,027 40 2,6 0,68 1,4 0,220 0,235 6,1 11,8 18,6 25,7 0,013 0,028 840°С 30 3 0,47 3,0 0,160 0,176 2,8 4,0 5,0 5,9 0,017 0,045 40 3 0,46 4,0 0,158 0,174 5,6 8,9 13,2 16,2 0,017 0,046 30 2 0,70 1,2 0,226 0,240 5,6 9,4 14,6 24,1 0,012 0,027 40 2 0,55 2,5 0,183 0,200 3,4 5,8 9,3 11,1 0,016 0,039 840°С 30 3 0,43 4,4 0,149 0,165 2,2 4,1 6,8 9,0 0,018 0,048 40 3 0,30 7,0 0,112 0,129 3,1 4,0 4,9 6,4 0,020 0,055 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601