Новости

Oct 25, 2023

Испытания на двойной кольцевой изгиб термически обработанной соды

Дата: 8 августа 2022 г. Авторы: Грегор Швинд, Фабиан фон Блюхер, Михаэль Драсс и

Дата: 8 августа 2022 г.

Авторы: Грегор Швинд, Фабиан фон Блюхер, Михаэль Драсс и Йенс Шнайдер.

Источник: Стеклянные конструкции и инженерия | https://doi.org/10.1007/s40940-020-00129-3

Прочность стекла играет важную роль при выборе размеров стеклянных компонентов в строительной отрасли. Здесь важную роль играют не только такие параметры, как условия опоры, скорость нагрузки, относительная влажность и т. д., но и повреждение посредством царапин также определяет прочность стекла на излом. Термическая обработка после повреждения может повлиять на полученную прочность стекла. Взаимосвязь между температурой термообработки и, в частности, повышенными температурами вплоть до температуры стеклования, и напряжением разрушения изучалась разными исследователями с использованием нескольких подходов предварительной обработки образцов и испытательных установок.

В данной статье методически представлены различные предварительные исследования, проведенные в рамках предварительной обработки образцов с целью изучения влияния термической обработки предварительно поврежденных образцов на напряжение разрушения. Для этого были проведены испытания на двойной кольцевой изгиб при комнатной температуре на предварительно поврежденных, термообработанных образцах натриево-известково-силикатного стекла. Цель исследований – получить оценки степени влияния термообработки перед испытанием на прочность на прочность при разрушении натриево-известково-силикатного стекла. Учитывались такие параметры, как температура термообработки, время пребывания образцов внутри печи и конструкция печи. Результаты показывают, что термообработка может значительно увеличить напряжение разрушения натриево-известкового силикатного стекла как флоат-стекла из-за предполагаемого заживления предварительных повреждений во время термообработки.

Основным фактором, определяющим прочность флоат-стекла, являются повреждения, такие как царапины или трещины, возникающие из-за хрупкого поведения материала стекла. Царапины и трещины могут быть вызваны самим процессом флоат-стекла, резкой после флоат-процесса или последующей транспортировкой. Что касается последующего определения размеров стеклянных конструкций из флоат-стекла в строительной отрасли, отражено влияние этих повреждений на расчетную прочность материала. В связи с тем, что полезная прочность на изгиб флоат-стекла ниже по сравнению с термически закаленным стеклом, использование листов термически закаленного стекла является предпочтительным. Однако процесс закалки стекла также увеличивает его цену, что приводит к увеличению затрат на материалы для остекления.

Если бы прочность флоат-стекла можно было повысить за счет другой обработки при более низких температурах, для остекления можно было бы использовать больше флоат-стекла. Еще одним применением в строительной отрасли является моделирование стекла методом наплавления (Seel et al. 2018a), или, проще говоря, 3D-печать стекла. В результате процесса печати внутри компонента, изготовленного аддитивным методом, могут возникнуть дефекты и пустоты (Seel et al. 2018b). Эти дефекты представляют собой выемки или трещины в хрупком материале, что может привести к пикам напряжения и сравнительно меньшей стойкости стекла. На основании современного состояния исследований поставлен вопрос о возможности повышения прочности предварительно поврежденного натриево-известково-силикатного стекла как флоат-стекла путем термообработки, не соответствующей термическому упрочнению.

Термическая обработка натриево-известково-силикатного стекла в виде флоат-стекла до сих пор в основном проводилась при повышенных температурах (от 550 до 725 ∘C) Shinkai et al. (1981), Маннс и Брюкнер (1983), Хрма и др. (1988), Холден и Фрешетт (1989), Girard et al. (2011), Доке и др. (2014) и Заккария и Оверенд (2016), хотя использовались и более низкие температуры (300 ∘C) (Wiederhorn 1969). В некоторых исследованиях влажность во время термообработки регулировалась внутри камеры печи (Holden and Frechette 1989; Girard et al. 2011). Кроме того, время пребывания образцов при температуре также различалось в разных публикациях.