[发明专利]一种空心玻璃微珠抗等静压强度的测定方法

说明书

技术领域

本发明属于等静压技术领域，特别涉及一种空心玻璃微珠抗等静压强度的测定方法。 

背景技术

空心玻璃微珠是一种尺寸微小、球形、性能独特而稳定的空心玻璃球，属无机非金属材料，具有质量轻、强度高、绝热、隔声、电绝缘性好、耐高低温、耐磨、耐腐蚀等优良特性，其表观颗粒密度一般为0.1-0.7g/cm³，尺寸范围为几微米至几百微米。空心玻璃微珠可在多种复合有机树脂中作为填料，应用于建材、涂料等绝热保温领域，还可作为特殊功能材料，如用于航空航天的辐射屏蔽材料、海洋领域输送石油和天然气的管道保温材料、制导装置的阻尼减震材料、高静水压光纤传感器材料、贮氢材料、电磁屏蔽材料等，有着广阔的应用前景。 

空心玻璃微珠应用在某些领域时，需具有一定的抗压能力，如用于建材行业的绝热保温材料，空心玻璃微珠可复合其它树脂使用，使用时将受到拉伸、压缩、弯曲、扭曲等负荷的作用，如果所受的负载大于空心玻璃微珠允许承受的极限，空心玻璃微珠会发生变形甚至破碎，继而绝热保温材料失去保温性能；如用于海洋领域的管道保温材料，材料在海洋环境中将承受全方位的静水压力(水深每增加100m，水压增加1MPa)，具有较高抗压强度的空心玻璃微珠则可以用于更大深度的海洋环境中。因此，空心玻璃微珠抗等静压强度成为实际应用中的关键的参考指标之一，对工程技术应用和科学技术研究工作都有重要意义。 

抗等静压强度是表征空心玻璃微珠性能的重要指标之一，在实际应用中，行业内使用空心玻璃微珠在一定的等静压强下的体积变化率即破损率的数值来表征空心玻璃微珠抗等静压强度的大小。这是因为空心玻璃微珠具有球形且内部中空的结构，在一定的等静压强度下会发生破碎，体积变小，对于同种型号的空心玻璃微珠，随着等静压强度的增大，破损率也逐渐增大。根据应用领域不同，对破损率数值大小的接受程度不同。比如，对于国外生产高性能空心玻璃微珠的公司3M公司通常将空心玻璃微珠的破损率数值不大于20％时对应的等静压强度作为该型号样品的抗等静压强度。对于国内使用空心玻璃微珠制备深海浮体材料时，空心玻璃微珠在10-15MPa的等静压强度下，破损率数值应尽量控制在20％以内，这样才可以起到增大材料浮力的目的。 

目前国内对空心玻璃微珠的抗等静压强度采用液体等静压法进行测试，通常采用水等静压法。此方法对样品要求苛刻，由于水环境对空心玻璃微珠球壳有一定的腐蚀作用，如果空心玻璃微珠产品碱性较高，则水环境对空心玻璃微珠的抗等静压强度产生较大影响，使测定 的破损率数值偏高，影响结果的准确性。因此，水等静压法用于空心玻璃微珠的抗等静压强度测试不具有广谱性。 

国外生产高性能空心玻璃微珠的公司3M公司对空心玻璃微珠的抗等静压强度采用气体等静压法进行测定，通常采用氮气等静压法，制定了企业内部控制方法(3M QCM14.1.5)。3M QCM14.1.5的测试原理是利用高压气体使一定量的空心玻璃微珠破碎来测定空心玻璃微珠的抗等静压强度，在测试时向空心玻璃微珠样品中加入大量标准云母粉从而得到两者的混合物，然后将该混合物进行氮气挤压，由于破碎的空心玻璃微珠球壳所占体积为极小值而被忽略，这样使得测定的破损率数值有偏差。 

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术中水等静压法测试结果偏高、普通气压法测试结果有偏差的缺陷，提供一种空心玻璃微珠抗等静压强度的测定方法。该方法采用气压法直接对空心玻璃微珠的抗等静压强度进行有效检测，测试结果更为准确，并且方法简便，易操作，为空心玻璃微珠行业提供对空心玻璃微珠的抗等静压强度的判定依据。 

本发明的目的是通过如下技术方案实现的： 

选取同一批次空心玻璃微珠样品，将样品烘至干燥待用，然后按照以下步骤进行： 

步骤一、测定初始样品的表观颗粒密度ρ₁： 

取出1-10克样品，装入真密度测试仪样品舱，使用真密度测试仪测定样品的密度ρ₁； 

步骤二、测定空心玻璃微珠球壳的表观颗粒密度ρ_g： 

取出20-40克样品，充分粉碎，使用真密度测试仪测定粉碎后的样品的密度ρ_g； 

步骤三、测定施加等静压强P后样品的表观颗粒密度ρ_p：