Влияние аппретированного наполнителя и продолжительности термической выдержки на прочность серных композитов
Анализ зависимости прочности серных композиционных материалов от степени наполнения и удельной поверхности наполнителя, концентрации аппретирующего материала и времени термической выдержки. Проведение исследования крепости при сжатии образцов-балочек.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.08.2018 |
| Размер файла | 559,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
|
Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» МАРТ 2018 |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» МАРТ 2018 |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
УДК 691:620.173/.174:661.25
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»
ВЛИЯНИЕ АППРЕТИРОВАННОГО НАПОЛНИТЕЛЯ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ВЫДЕРЖКИ НА ПРОЧНОСТЬ СЕРНЫХ КОМПОЗИТОВ
Назаров М.А.
Шитова И.Ю.
В [1…3, 5] показана эффективность использования серы для изготовления строительных материалов специального назначения. Сера является активным веществом, способным вступать в химические взаимодействия со многими наполнителями с образованием водорастворимых соединений [1…4]. Так, для серных композитов на молотом кварцевом песке установлено образование на границе раздела фаз водорастворимых сульфидов кремния (рис. 1); термодинамический расчет по уравнению химической реакции:
SiO2 ? 3S ? SiS2 ?SO2? ?G298 = 379,36кДж/моль показывает, что при температуре изготовления сульфид кремния не образуется (?G>0).
Рисунок 1. Рентгенограммы серных мастик на кварцевом песке:
а - Sуд = 180 м2/кг, хf = 0,4; б - Sуд = 300 м2/кг, хf = 0,35; в - Sуд = 420 м2/кг, хf = 0,3
Перспективным направлением, получившим широкую апробацию при изготовлении полимерных композитов, является аппретирование поверхности наполнителя. В качестве аппретов предлагается использовать жидкие каучуки. прочность композиционный наполнитель аппретирующий
Для равномерного распределения аппретирующего материала на поверхности частиц наполнителя предварительно готовятся его растворы в органическом растворителе. В данной работе были использованы 10%- и 20%-ые растворы каучука марки СКДН-Н в керосине.
Одной из основных характеристик серного композита, определяющих степень его пригодности для изготовления защитно-конструкционных и капсулирующих композиционных материалов, является прочность, которая зависит от ряда рецептурно-технологических факторов. в данной работе было исследовано влияние наполнителя, обработанного аппретирующим материалом, а также влияние времени термической выдержки на прочность серных мастик. в качестве наполнителя использовали молотый сурский кварцевый песок, измельченный до Sуд =
180 (хf = 0,4), Sуд = 300 (хf = 0,35) , Sуд = 420 (хf = 0,3) м2/кг.
Результаты исследования прочности при сжатии образцов-балочек с геометрическими размерами10?10?50мм серного композита представлены на рис. 2.
Математическая обработка экспериментальных данных (рис. 2) показывает, что зависимость прочности серных мастик от времени термической выдержки описывается функцией вида:
Rсж ? a ?bt ? ct2 ,
где Rсж - предел прочности при сжатии мастик; t - время термической выдержки; a, b, c- эмпирические коэффициенты.
Анализ экспериментальных данных показывает, что среди всех исследованных серных композитов наилучшие прочностные показатели имеют составы на кварцевом песке, измельченном до удельной поверхности 180 м2/кг и обработанным 20%-ым раствором каучука в керосине. Максимальное значение прочности - около 57 МПа.
Из рис. 2 также видно, что увеличение концентрации каучука (рис. 2, б) приводит к сокращению времени термической выдержки, при котором достигаются максимальные значения прочности.
Таким образом, проведенные исследования показали, что прочность серных композиционных материалов, в том числе специального назначения, можно регулировать степенью наполнения и удельной поверхностью наполнителя, концентрацией аппретирующего материала, а также временем термической выдержки. Все выше перечисленные рецептурнотехнологические факторы позволяют повысить прочность мастик на 40…50%.
|
Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» МАРТ 2018 |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» МАРТ 2018 |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
1 - Rсж= 42,38+14,38t-4,06t2
2 - Rсж= 41,18+9,94t-2,96t2
|
Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» МАРТ 2018 |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» МАРТ 2018 |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
Рисунок 2. Зависимость предела прочности при сжатии серных мастик от времени термической выдержки и удельной поверхности наполнителя, обработанного 10%ым (а) и 20%-ым (б) раствором каучука марки СКДН-Н: 1 - кварцевый песок с Sуд =180 м2/кг; 2 - то же, с Sуд =300
3 - R= 25,41+15,998t-3,75t
Время термической выдержки , час
Список литературы
1. Королев, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионно-стойкие серные строительные материалы [Текст] / А.П. Прошин, Ю.М. Баженов, Ю.А. Соколова. - М.: Палеотип, 2006. - 272 с.
2. Королев, Е.В. Строительные материалы на основе серы [Текст] / Е.В. Королев, А.П. Прошин, В.Т. Ерофеев, В.М. Хрулев, В.В. Горетый - Пенза-Саранск: МГУ, 2003. - 372 с.
3. Королев, Е.В. Радиационно-защитные и коррозионно-стойкие серные строительные материалы [Текст] / Е.В. Королев, А.П. Прошин, Ю.М. Баженов, Ю.А. Соколова - М.: Палеотип, 2004. - 464 с.
4. Шитова И.Ю. Структурообразование в наномодифицированных серных композиционных материалах [Текст] / О.П. Зангиева // Современные проблемы науки и образования. - 2015.
5. Яушева, Л.С. Серобетоны каркасой структуры [Текст] / Л.С. Яушева - Саранск, 1998. - 170 с.
Аннотация
Прочность является одной из основных характеристик серного композита, определяющих степень его пригодности для изготовления защитно-конструкционных материалов. В работе приведены результаты исследования зависимости прочности серных композиционных материалов, в том числе специального назначения, от степени наполнения и удельной поверхности наполнителя, концентрации аппретирующего материала и времени термической выдержки.
Ключевые слова: сера, кварцевый наполнитель, аппрет, сульфид кремния, каучук, прочность.
Strength is one of the main characteristics of the sulfur composite, determining the degree of its suitability for the manufacture of protective and structural materials. The paper presents the results of the study of the dependence of the strength of sulfur composite materials, including special purpose, on the degree of filling and the specific surface of the filler, the concentration of the appreting material and the time of thermal exposure.
Keywords: sulfur, silica filler, a size, a sulfide, silicon, rubber, durability.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика методов термической обработки. Разработка операций термической обработки детали. Температура нагрева, продолжительность выдержки в печи, скорость охлаждения. Оборудование для термической обработки. Дефекты термической обработки.
курсовая работа [249,8 K], добавлен 29.05.2014Физико-химические особенности наполнителей. Влияние распределения наполнителя в матрице на физико-механические параметры. Адсорбционные свойства и прочности связи наполнителей. Технология получения электроизоляционных резинотехнических материалов.
научная работа [134,6 K], добавлен 14.03.2011Производственная программа термического участка. Расчет времени нагрева и выдержки деталей при отпуске. Контроль процессов термической обработки. Обоснование выбора оборудования. Определение глубины закаленного слоя. Параметры охлаждения индуктора.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 29.04.2015Влияние графитовых наполнителей на радиофизические характеристики композиционных материалов на основе полиэтилена. Разработка на базе системы полиэтилен-графит композиционного материала с наилучшими радиопоглощающими и механическими показателями.
диссертация [795,6 K], добавлен 28.05.2019Расшифровка марки стали 25, температуры критических точек, химический состав, механические свойства и назначение. Построение графика химико-термической обработки стальной детали с указанием температуры нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения.
курсовая работа [444,5 K], добавлен 20.05.2015Описание условий работы вала и требования к нему. Выбор и обоснование марки стали. Процесс выбора вида и разработка технологии термической обработки вала. Подбор охлаждающей среды для закалки, температур и времени выдержки при нагревах под отпуск.
контрольная работа [496,5 K], добавлен 02.09.2015Химико-термическая обработка как процесс нагрева и выдержки металлических материалов при высоких температурах в химически активных средах. Характеристика видов химико-термической обработки: цементация, азотирование, нитроцементация и жидкое цианирование.
реферат [62,1 K], добавлен 17.11.2012Общая характеристика методов термической обработки как совокупности операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов. Схемы влияния легирующих элементов на полиморфизм железа. Разработка операций термической обработки детали.
курсовая работа [692,9 K], добавлен 14.01.2015Способы получения полимерных композитов, тип наполнителя и агрегатное состояние полимера. Физико-химические аспекты упрочнения и регулирования свойства полимеров, корреляция между адгезией и усилением. Исследование взаимодействия наполнитель-связующее.
реферат [21,9 K], добавлен 30.05.2010Что такое твердый раствор замещения. Режим термической обработки шестерен из стали 20Х с твердостью зуба HRC58-62. Микроструктура и свойства поверхности и сердцевины зуба после термической обработки. Представление о молекулярном строении полимеров.
курсовая работа [755,8 K], добавлен 08.04.2017Сфера применения карбидов титана и хрома. Состав и технологические характеристики исходных продуктов и композиционных порошков на их основе. Скорость окисления образцов. Микроструктура плазменного покрытия после изотермической выдержки в течение 28 часов.
статья [211,0 K], добавлен 05.08.2013Термическая обработка стали – совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью придания им определённых свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры.
контрольная работа [10,8 K], добавлен 09.02.2004Зависимость свойств материалов от вида напряженного состояния. Критерии пластичности и разрушения. Испытание на изгиб. Изучение механических состояний в зависимости от степени деформирования. Задачи теорий пластичности и прочности. Касательное напряжение.
презентация [2,7 M], добавлен 10.12.2013Трещина в конструкции. Коэффициент концентрации напряжений. Критерий Гриффитса. Скорость высвобождения упругой энергии. Напряжения при наличии трещин в материале. Проведение испытания образцов. Энергий разрушения. Определение удельной энергии разрушения.
отчет по практике [583,0 K], добавлен 17.11.2015Особенности формирования структуры и свойств обжиговых керамических композиционных материалов из грубодисперсных непластичных компонентов. Теория и практика плотной упаковки частиц в полидисперных системах. Исследование процессов образования волластонита.
диссертация [4,6 M], добавлен 12.02.2015Производство изделий из композиционных материалов. Подготовительные технологические процессы. Расчет количества армирующего материала. Выбор, подготовка к работе технологической оснастки. Формообразование и расчет штучного времени, формование конструкции.
курсовая работа [457,2 K], добавлен 26.10.2016Прочность как способность материала сопротивляться разрушающему воздействию внешних сил. Рассмотрение особенностей выбора материалов и режимов термообработки от условий работы деталей машин и элементов конструкций. Анализ режимов термической обработки.
реферат [482,2 K], добавлен 20.03.2014Проектируемый участок предназначен для термической обработки шевинговального инструмента. Обзор термической обработки шевера, выполненного из стали Р18, предназначенного для шевингования незакалённых зубьев зубчатых колёс срезанием тонкой стружки.
курсовая работа [53,0 K], добавлен 24.12.2008Анализ поведения материала при проведении испытания на растяжение материала и до разрушения. Основные механические характеристики пропорциональности, текучести, удлинения, прочности, упругости и пластичности материалов металлургической промышленности.
лабораторная работа [17,4 K], добавлен 12.01.2010Формирование и обоснование процесса термической обработки втулки шлицевой карданного вала. Характеристика материала и описание технологических операций. Возможные дефекты закалки и принципы их устранения, используемые методы и приемы, оборудование.
реферат [314,0 K], добавлен 22.11.2016
