无碱铝硅酸盐钢化玻璃的安全性评价

采用风冷法对无碱铝硅酸盐玻璃进行钢化处理,研究了钢化对玻璃抗弯强度、弹性模量、断裂韧性和硬度等力学性能的影响.介绍了平均强度、强度Weibull模数、损伤容限等安全性指标,提出了一种新的钢化玻璃安全性评价指标-安全因数,研究结果表明:经过钢化处理,玻璃的抗弯强度和断裂韧性明显增大,但是玻璃的弹性模量和硬度变化不大;安全因数综合考虑了玻璃脆性和强度的变化,更加准确地反映了钢化玻璃的安全性和可靠性.     

硫化镍引发钢化玻璃自爆的临界尺寸及影响

基于变形协调关系及均强度理论, 定量计算了硫化镍相变体积膨胀对玻璃的挤压应力、因硫化镍和玻璃热膨胀系数不匹配导致的内应力及以上两者协同作用下导致的硫化镍颗粒周边的局部集中应力的影响, 分析了硫化镍直径、玻璃局部强度及环境温度对钢化玻璃自爆的影响, 确定了引发钢化玻璃自爆的硫化镍颗粒的临界直径。研究结果表明: 硫化镍颗粒周边的周向集中应力(拉应力)是导致钢化玻璃自爆的根本原因。随着硫化镍直径的增大, 其周向应力也增大, 但不呈线性关系, 当颗粒直径小于0.2 mm时, 其周向应力迅速降低, 而当颗粒直径大于0.5 mm时, 其周向应力增大幅度变缓。随着钢化玻璃表面应力的增大, 引发自爆风险的硫化镍临界直径逐渐减小, 直径小于0.1 mm的硫化镍很难引发钢化玻璃自爆。周向应力与环境温度升高呈线性增长趋势, 且大颗粒尺寸的硫化镍周向应力增长速率更快。     

基于模态参数的隐框玻璃幕墙结构胶损伤检测

本文针对幕墙玻璃突发性自爆或松动脱落并导致城市灾难事故等问题,将基于模态参数的损伤检测方法应用于隐框玻璃幕墙结构胶的损伤与老化程度识别中。通过试验,研究了结构胶的界面脱胶和老化对幕墙玻璃板模态参数的影响。结果表明,结构胶脱胶位置处的玻璃模态位移振型比未损伤时振幅明显增大,频率随脱胶长度的增大而降低;随着结构胶的老化时间的增长,结构胶对玻璃的粘结作用力不断下降,玻璃的固有频率变化率也不断增大,因而可通过频率变化率来识别结构胶的老化程度。     

304奥氏体不锈钢与建筑视窗玻璃润湿规律

通过扫描电镜观察润湿角,针对影响建筑玻璃与304奥氏体不锈钢润湿性的主要因素开展研究。结果表明:由于液态玻璃边界与不锈钢表面接触的位置是峰顶谷底还是中间部分具有随机性,从而导致粗糙度对润湿角的影响呈现无规律变化;随保温温度由800℃增至900℃,玻璃在不锈钢表面的润湿角明显减小,而当温度达到950℃时,玻璃中则出现大量气孔且部分试样炸裂;当保温时间分别为5、20、40 min时,相对应的润湿角逐渐减小润湿过程逐渐趋于平衡;不锈钢经过预氧化处理表面生成氧化层,液态玻璃在氧化层表面的润湿性提高。因此在实际封接过程中,适当增加保温温度及时间、预先氧化处理不锈钢板能有效增强玻璃与不锈钢的润湿性,提高两者的封接质量。     

水泥物料的力学性能与低能耗破碎研究

对水泥生料和干法窑水泥熟料的硬度、强度及弹性模量等力学性能进行试验,探讨了干法窑水泥熟料的破碎阻力与其力学性能之关系,并对物料的脆性和能量耗散能力进行了分析.结果发现:干法窑水泥熟料的力学特征是硬度高,强度低,弹性模量也低于生料石块;强度低导致了其破碎阻力小,硬度高则使得其粉磨细化难度大,这是干法窑熟料细化粉磨耗能多的主要原因.     

ZrO2涂层的抗热震性及抗烧蚀性能研究

以热喷涂铝基/ZrO2涂层和钢基/ZrO2涂层为样品,利用落水淬火实验研究了ZrO2涂层的抗热震性,结果表明:500℃淬冷后,无论是钢基/ZrO2涂层还是铝基/ZrO2涂层,其涂层表面几乎没有较大变化;800℃淬冷钢基/ZrO2涂层后,断面上钢基生成的氧化物膜在水急冷热震下出现脱落,但是涂层和基体还是结合得很完好,ZrO2涂层表面整体无大的变化,只出现了微小的裂纹,说明ZrO2涂层抗水急冷热震性良好。以热喷涂钢基/ZrO2涂层为样品,利用汽油增氧局部加热法研究了ZrO2涂层的抗烧蚀性,相同的喷火时间和喷火温度条件下的实验表明钢基/ZrO2涂层有明显的抗烧蚀性;不同喷火时间和喷火温度条件下的实验表明钢基/ZrO2涂层表面可以抵抗的烧蚀条件为:喷火时间小于8s和喷火温度小于1450℃。     

耐湿和耐辐照老化对夹层玻璃界面粘结性能及残余抗风压强度的影响

环境老化通常会造成夹层玻璃界面粘结性能和残余抗风压强度的退化,进而影响到其耐久性和安全可靠性,但是我国至今没有能定量评价的技术方法,无法实现力学性能的监测和预测。本文提出了十字交叉法和充气加压法可分别测量耐湿和耐辐照老化前后的夹层玻璃界面粘结强度及残余抗风压强度。结果表明:测量夹层玻璃中PVB胶与玻璃粘结强度的加载速度应选取5mm/min。耐湿老化对玻璃与PVB胶的界面粘结强度影响不大,即使老化60天后,其拉伸粘结强度仅下降了12.3%。抗风压实验结果表明2+0.76+2mm汽车夹层玻璃的原始抗风压强度为91.2MPa。湿度和紫外线辐照老化对汽车夹层玻璃的残余抗风压强度影响巨大。经湿度老化112天后汽车夹层玻璃残余抗风压强度下降了32.8%;在耐辐照老化实验中,辐照仅200h后其残余抗风压强度就下降了44.6%。     

粉煤灰掺量对轻烧氧化镁基制备3d打印用磷酸镁水泥性能的影响

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析粉煤灰对其水化产物及晶体样貌的影响。结果表明：与重烧氧化镁相比,由轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥的凝结时间大幅缩短;粉煤灰的加入对材料凝结时间影响较小,均在2～3 min左右,但对抗压强度与界面粘结强度有负面影响,当粉煤灰掺量为磷酸镁水泥质量的30%时,抗压强度及界面粘结强度分别下降约34.24%、48.94%;粉煤灰掺量在20%以内时,可有效改善轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的干缩率,提高体积稳定性;粉煤灰中的活性物质参与水化反应,生成的水化产物与磷酸镁水泥展现出良好的化学相容性,使结构内部更为密实;当粉煤灰掺量为20%～25%时,制备的3d打印用轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的工作性能、体积稳定性能、挤出性能以及建造性能,且满足3d打印对水泥基材料的力学要求。     

钢化对钠钙硅玻璃弹性性能的影响

对钠钙硅玻璃在物理钢化和化学钢化前后的动态弹性模量、剪切模量、泊松比进行了研究.利用脉冲激励法测试玻璃的弹性性能,分析了2种钢化工艺对玻璃弹性性能的影响.讨论了钢化对玻璃力学性能变化的影响机理.试验结果表明,玻璃的弹性模量与其钢化后有较为明显的差别,物理钢化使其弹性模量比原片玻璃略有降低(约4%),而化学钢化玻璃使其弹性模量较原片玻璃有所提高(约6%),这一奇怪的现象是由于物理钢化过程中玻璃冷却后,内部的收缩要大于表面的收缩变形,从而使玻璃表层致密度降低,而化学钢化过程中采用离子交互方式,让较大的离子取代玻璃表层上较小的离子,使其表层致密度增加.     

位移敏感压痕技术评价SiC硬质膜的力学性能

为了解决SiC硬质膜力学性能难测试的问题,提出以Oliver-Pharr模型为基础的位移敏感压痕技术来评价SiC硬质膜的硬度及弹性模量.为了解其可靠性,将此方法用于普通玻璃和不锈钢作为参考.选用厚度为315±15 μm的化学气相沉积(CVD)SiC硬质膜作为样品,实验以0.5 N/s的载荷速度进行加卸载,载荷峰值取10～30 N,结果表明:位移敏感压痕法计算出的普通玻璃和不锈钢的硬度分别为6.5 GPa和1.7 GPa,传统显微硬度计测试出的结果分别为5.3 GPa和1.8 GPa,其值比较接近;此方法计算出普通玻璃和不锈钢的弹性模量分别为65.1 GPa和178.4 GPa,与实际值70 GPa和190 GPa误差很小,因此表明该方法可靠性良好.利用位移敏感压痕技术得知CVD SiC硬质膜的硬度和弹性模量为37.7 GPa和456.4 GPa.另外根据维氏压痕形貌,应用JISR1607-1990标准,Anstis,Evans&Charles三断裂韧性公式,计算出普通玻璃和CVD SiC硬质膜KIC均值分别为0.78 MPa·m1/2和2.70 MPa·m1/2.此方法可广泛用于评价硬质膜的硬度和弹性模量等力学性能.