Газосиликатный блок чем распилить: Чем и как пилить газобетон
Газосиликатные блоки — ДСК ГРАС
Содержание:
Что такое газосиликатные блоки?
Расширением списка полезных свойств бетона ученые озаботились еще в двадцатых годах прошлого века. Но технология производства газосиликатных блоков начала активно использоваться позже — когда столетие перешагнуло за половину. С тех пор новый материал для строительства набирает популярность и используется все большим и большим числом застройщиков.
Блоки состоят из:
- Цемента.
- Кварцевого песка.
- Извести.
- Алюминиевой пудры (именно этот ингредиент вызывает появление пор с воздухом в рабочей смеси).
Газосиликатные блоки принадлежат к категории так называемых ячеистых бетонов. Технология производства таких блоков достаточно трудоемка и высокотехнологична: для того, чтобы получить газосиликат, требуется множество ингредиентов. Среди них основной компонент — известь — и дополнительные элементы: кварцевый песок, вода, цемент и вспенивающий ингредиент, которым, как правило, служит алюминиевая пудра.
Взаимосвязь этих ингредиентов проходит под воздействием высоких температур и большого давления в специальных автоклавах. Именно поэтому газосиликатные блоки называют еще автоклавным бетоном, а процесс их производства — автоклавированием. В процессе термического воздействия в готовом материале возникают емкости с воздухом — поры, которые ощутимо влияют на преимущества нового стройматериала.
В чем преимущества газосиликатных блоков?
Экологичность.
Компания Грас добросовестно подходит к выбору материала для создания своего продукта. Все используемые компоненты – сырьевые, экологически чистые природные материалы, не имеющие вредных примесей. Газосиликатные блоки Грас экологически безопасны для людей и окружающей среды на протяжении всего срока эксплуатации.
Прочность
Структура газосиликатного блока имеет внутри сеть равномерно размещенных воздушных пор. Точно выверенная плотность этих пор обеспечивает прочность и надежность возводимой конструкции.
Для соединения силикатных блоков между собой используется особый клей, который так же производит компания Грас.
Практичная геометрия.
Изготовление блоков — высокоточный научно-выверенный процесс. Каждый газосиликатный блок идентичен друг другу, что обеспечивает беспроблемную кладку. Выверенные размер и форма каждого блока облегчает проектирование и возведение любого здания с минимальными временными затратами.
Легкость обработки.
Газосиликатный материал неприхотлив в обработке практически любыми подручными инструментами: пилами, фрезами, сверлами и т.д. Готовому блоку можно придать любую необходимую форму, что позволяет создавать строения разнообразной архитектуры.
Огнеупорность.
Благодаря своему неорганическому составу, газосиликатные блоки являются негорючим материалом. В строениях, где газосиликатные блоки являются несущим материалом, или даже используются в качестве обшивки, пожаробезопасность увеличивается в разы.
Термоустойчивость.
Блоки обладают пористой структурой, что обеспечивает высокую теплоизоляцию, благодаря заключенному в ячейках воздуху. Высокие температуры так же не воздействуют на состав и прочность газосиликатного блока.
Экономичность.
Газосиликатные блоки в разы легче других строительных материалов, таких как кирпич, шлакоблок и т.д. При том, что легкость этого материала никак не сказывается на его прочности и надежности, застройщик экономит на транспортировке и самом строительстве, так как время кладки сокращается в 2-2,5 раза.
Активно использовать газосиликат в строительстве профессионалов подталкивает длинный список преимуществ такого материала. Известно, что газосиликатные блоки сочетают в себе характеристики камня и дерева. От дерева они получают легкость в обработке — газосиликатный блок легко разрезать на части, просверлить, отшлифовать.
Вторым преимуществом этого материала, без сомнения, является его легкость, достигаемая за счет уже упомянутых выше воздушных пор.
Газосиликатные блоки отличаются небольшой массой, а значит, перевозить и переносить их можно без особого труда, экономя не только на технике для обработки, но и на транспортных расходах.
Среди более важных преимуществ газосиликата можно выделить тот факт, что минеральная основа таких блоков не подвержена горению — тоесть, постройки из такого материала отличает значительный уровень огнеупорности, а это значит, что опасность возгорания в домах из газосиликата, сокращается в разы.
Пористая структура газосиликата также обеспечивает высокий уровень тепло- и шумоустойчивости, что делает этот материал незаменимым в жилищном строительстве. Благодаря заключенному в ячейках газосиликата воздуху такие блоки меньше проводят тепло, а это значит, что в домах, построенных из газосиликата, всегда будет поддерживаться оптимальная температура.
Более того — газосиликатные блоки низкой прочности специально разработаны для того, чтобы использовать их в качестве термоизоляционного слоя!
Особенности применения блоков из газосиликата ГРАС
Бетон хорош в строительстве и активно применяется по сей день, но кто сказал, что нельзя сделать лучше? Сейчас на рынке существует множество предложений, расширяющих существующие преимущества стандартного бетона и добавляющих к нему новые. Газосиликатные блоки, производством которых мы занимаемся — одно из них.
Производство газосиликатных блоков
Производство газосиликатных блоков по автоклавной технологии – это сложный технологичный процесс с применением специальных печей, в которых рабочая смесь поддается обработке высоким давлением и температурой. Такие печи и называют автоклавами – в них проходят процессы вспенивания раствора, под воздействием температуры около 200 градусов.
Производственный процесс заканчивается тем, что большие блоки на выходе из печей делят на малые, стандартные.
Газосиликатные блоки применяются не только в строительстве несущих стен. Также они актуальны в строительстве перемычек, перегородок и т.д. Плотность таких блоков может достигать 700 кг/м³.
Газоблоки с малой плотностью рекомендуют, когда требуется звукоизоляция и утепление наружных стен.
Производство газосиликатных блоков обязательно включает в себя процесс автоклавирования, что придает материалу прочность.
Ну и, конечно же, нельзя упускать из виду главное достоинство газосиликата — его значительный запас прочности, который достигается за счет компонентов, подобранных в строгой пропорции, соблюдения всех правил обработки и автоклавирования, а также структуры внутренних пор стройматериала. Группа компаний «ГРАС» производит газосиликатные блоки любых размеров и предназначений — как стеновые, так и перегородочные.
Обязательная сертификация продукции, тщательная проверка на соответствие необходимым нормам в лабораторных условиях и идеальная геометрия блоков, значительно облегчающая строительство — вот те правила, которым мы неукоснительно следуем в производстве газосиликата.
Заказать стройматериалы в любом нужном количестве и по доступной цене можно как по телефону, так и на нашем сайте — заполнив специальную форму.
Отправить заявку
Газосиликатные блоки для строительства, 147 видов по цене от 430 за шт.
Газосиликатный блок – это универсальный стройматериал, производимый из смеси цемента, песка, извести и специального газообразующего вещества. В зависимости от требований к объему и геометрии блока, газосиликат помещается в соответствующую форму и подвергается высокотемпературной обработке в автоклаве. Образуемый в итоге ячеистый бетон характеризуется высокой степенью долговечности, устойчивостью к воздействиям внешней среды и относительной небольшой себестоимостью.
Область применения газосиликата
Технология производства позволяет создавать газосиликат различной плотности, путем изменения пропорций ингредиентов-составляющих смеси. При уровне плотности 400 кг/м3 газосиликатный блок способен выполнять функции эффективного утеплителя наружных стен и фундамента, а также используется при возведении внутреннего слоя 3-слойной кирпичной кладки.
С повышением плотности материала возрастает механическая прочность и несущая способность. При достижении плотности свыше 500 кг/м3 газосиликатный блок может применяться для возведения стен в процессе малоэтажного (до 3 этажей) строительства, а также при обустройстве внутренних перегородок. При этом материал сохраняет теплоизоляционные свойства – в умеренном климате дополнительный утеплитель не понадобится.
Высокопрочный газосиликатный блок плотностью свыше 600 кг/м3 может использоваться при строительстве многоэтажных зданий и сооружений различного назначения.
Материал успешно применяется в строительстве жилья и при возведении промышленных объектов. Специалисты особо выделяют экономическую целесообразность использования газосиликата, по сравнению с обычными железобетонными конструкциями.
Плюсы и минусы газосиликатных блоков
Данный материал отличается не только невысокой себестоимостью, но и характеризуется рядом других преимуществ:
- Экологическая чистота. Газосиликат производится исключительно из натуральных составляющих.
- Небольшой вес. Снижение массы позволяет обойти ограничения по высотности зданий, упрощает процесс строительства фундамента.
- Легкость обработки. На этапе производства блок может принимать произвольную форму, после чего его можно дополнительно отфрезеровать, распилить, создать отверстия или провести другие манипуляции, не нарушая целостности изделия.
- Пожаробезопасность. Газосиликатный блок не воспламеняется и выдерживает воздействие высоких температур.
- Комфортные условия проживания.
Материал не препятствует газообмену, за счет чего помещение «дышит», поддерживается оптимальный микроклимат.
Материал не препятствует газообмену, за счет чего помещение «дышит», поддерживается оптимальный микроклимат.Пожалуй, единственный недостаток материала заключается в необходимости применения спецтехники для его производства. Однако всегда можно купить газосиликатный блок в готовом виде, заказав материал в необходимом количестве.
Компания Bogart поставляет газосиликатный блок в Нижний Новгород. Вы сможете заказать стеновые, перегородочные и U-образные блоки для создания армопоясов, а также перемычки для проемов. Укажите в заявке желаемое количество и размер блоков – наш сотрудник перезвонит для уточнения деталей заказа.
как и чем можно распилить ручным способом, какая спецтехника может понадобиться, чтобы расколоть
Это относительно новый стройматериал, успевший завоевать популярность среди застройщиков. Объект из блоков получается теплым, экологичным, огнеустойчивым. Отметим, что при неплохой прочности материал обладает низкой плотностью. Это означает, что блоки легкие, в мощных фундаментных основаниях не нуждаются.
Газобетон режется без проблем, поддается любым видам отделочных работ, стоит недорого. Свойства материала позволяют придать блоку не только необходимые размеры, как того требует проект, но и формы, способные удовлетворить самые смелые решения. Чтобы такая обработка велась быстро и качественно, при строительстве потребуется хорошая пила для газосиликатных блоков.
Чем разрезать ячеистый бетон
При расчете пеноблоков для дома можно попытаться подобрать их по размеру так, чтобы уложить изделия без резки. Но данный способ весьма трудоемкий, и скорее всего это вряд ли удастся.
Еще одним вариантом может быть варьирование толщины вертикальных швов. Но это тоже не так просто сделать. Большая ширина зазоров между блоками способна серьезно ухудшить теплотехнические характеристики кладки.
Кроме того, без использования нестандартных по размеру элементов невозможно обойтись при выполнении дверных и оконных проемов или каких-то сложных архитектурных форм здания.
Изделия из ячеистого бетона легко обрабатываются своими руками
При устройстве проемов не обойтись без резаных элементов
Для создания сложных архитектурных форм требуется распил деталей
Этот материал очень легко обрабатывается: его можно распилить под любым углом, придать разнообразную форму.
Поэтому проще будет разобраться, как и чем резать пеноблоки.
Для такой работы можно использовать ручные или механические инструменты:
- Ножовку по дереву;
- Ручную пилу для распиливания ячеистых материалов;
- Болгарку (УШМ) с алмазными дисками;
- Канатное оборудование;
- Электропилу сабельного типа;
- Ленточную пилу для блоков.
Обычная ручная пила по дереву
Чем распилить пеноблок? Проще всего – специальной ручной пилой!
Резка бетонных блоков УШМ
Сухая резка блоков струнами
Сабельная пила “BOSCH”
Линия для распила блоков с ленточными пилами
Совет: не стоит применять цепные электропилы. Они дают большую ширину пропила, неровный срез и быстро изнашиваются.
Для резки бетона также используют лазерное оборудование.
Ручной инструмент
Чем можно резать пеноблок?
Проще всего и дешевле будет использование ручного инструмента.
Но оно подойдет только для небольших объемов работы.
Вручную достаточно легко распилить элементы для подгонки дверных и оконных проемов, устройства углов стен. Распил пеноблоков ручным инструментом отличается маневренностью операций, простотой выполнения.
Для большей точности работы с ручными инструментами потребуются также:
- Обычная линейка;
- Карандаш или маркер;
- Уголок из металла или рейка.
Резка блоков ручным инструментом
Чем отрезать пеноблок вручную?
Для этого подойдут следующие инструменты:
- Ножовка по дереву поможет, если распила требуют несколько блоков. При больших объемах работы инструмент надо будет часто точить, что довольно трудоемко. Кроме того, работать таким приспособлением тяжело.
- Специальная ручная пила для резки пористых материалов отличается от обычной ножовки большей толщиной металла — за счет этого она меньше гнется. Также пила имеет специальное напыление или напайку из твердого сплава на крупных зубьях. Инструменты производятся с одной или двумя ручками. Полотно выполняется различной длины.
Инструменты производятся с одной или двумя ручками. Полотно выполняется различной длины.Ножовка по дереву мало подходит для работы с пористыми материалами
Чем можно резать пеноблоки – специальной ножовкой для ячеистых материалов
Ножовка по пенобетону
Более эффективным вариантом будет использование механизированного инструмента.
Электрический инструмент
Электроинструмент обладает гораздо большей производительностью, чем ручной. Если объем производимых работ довольно большой, то эффективнее будет использование механизированной резки.
- Сабельная электропила хорошо подойдет для не очень больших по объему работ. Принцип ее действия схож с обычной электроножовкой. Работает она от электросети.
- Ленточная пила представляет собой ленту, на одной из сторон которой закреплены стальные зубья. Она производит распил намного быстрее и точнее, чем ручные приспособления.
- Болгарка с алмазными дисками – угловая шлифовальная машина (УШМ), при резке пеноблоков создает большое количество пыли и шума. Это приводит к необходимости постоянной чистки инструмента, чтобы он не перегревался. Кроме того, при работе с ней потребуются средства индивидуальной защиты.
Это приводит к необходимости постоянной чистки инструмента, чтобы он не перегревался. Кроме того, при работе с ней потребуются средства индивидуальной защиты.На заметку: Но применение болгарки возможно при выпиливании ниш, увеличении оконных и дверных проемов в готовых стенах. Для этих целей используют диски диаметром 30 см. Сбор пыли лучше осуществлять промышленным пылесосом.
- Канатное или струнное оборудование для резки легких бетонов также требует возможности подключения к электросети. Для его работы необходима проточная вода. Струны для резки пеноблоков представляют собой металлические тросы с включением алмазных элементов – перлин.
Распиливание блоков сабельной электропилой
Ленточная пила для станков
Диски для резки бетона УШМ
Алмазная резка канатом
Цена на такое оборудование достаточно высокая. Поэтому его применение должно быть экономически оправдано.
Лазерное оборудование
Еще недавно такой инструмент можно было использовать только в промышленных условиях.
Новые технологии позволили создать достаточно мобильное оборудование.
Резка бетона лазером
Доставка и подключение аппаратуры занимает немного времени.
Преимуществ у такого способа обработки пенобетона достаточно много:
- Разрез получается очень точным и ровным.
- Поверхность пеноблоков не требует дополнительного шлифования.
- Нагреванию повергается небольшая область элемента.
- Конструкция стены не подвергается деформациям.
- Можно выполнять большие объемы работ.
- Несложно сделать вырезы сложной формы.
- Возможность настройки режимов распила.
Цен на лазерную резку довольно значительна
При работе с лазерным инструментом отсутствует шум. Но такое оборудование имеет высокую стоимость. По этой причине оно распространено не сильно.
Когда может потребоваться резка или распил?
Бетонные блоки выпускаются в стандартных размерах и рынок строительных материалов редко сосредотачивает внимание на продаже чего-то не стандартного.
В процессе строительства мастер понимает, что требуется отыскать такой блок, который мог бы закончить кладку в определенном месте, при этом стандартный материал здесь не подойдет. В такой ситуации приходится прибегнуть к распилу блочного бетонного материала.
Если бетоноблоки нестандартного размера необходимы в большом количестве, то лучше отлить их самостоятельно с применением самодельных форм. Также можно заказать нестандартные блоки у завода-изготовителя, но это обойдется дороже.
Зачастую строителю может понадобится половина или четвертина от целого бетоноблока. Тогда необходимо сделать распил.
Подобные ситуации часто случаются при заливке ленточного фундамента, когда все блоки должны быть одного размера, а при завершении его обустройства не хватает нескольких элементов. Эта же ситуация может возникнуть при возведении здания по установленному проекту, когда толщина стен уже четко прописана и отступать от величин нельзя.
Часто при кладке углов не получается правильно вписать бетоноблок и остаются щели между камнями. Многие строители заполняют их осколками материала, что тоже не до конца верно. В этом случае рекомендуется обратить внимание на инструменты и способы, которыми можно быстро и легко распилить бетонный блочный материал.
youtube.com/embed/DNNVNaQouFk?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Как резать ячеистые блоки
Если работать приходится ручным инструментом, то вопрос – как резать пеноблоки, решается достаточно просто:
- Пеноблок укладывают на ровную горизонтальную поверхность.
- Размечают места распила.
- Блок устанавливают на опоры – можно использовать другие блоки.
- Придерживая элемент рукой, плавными движениями отпиливают необходимую часть.
Резка пеноблока струной:
- Канат накидывают на блок.
- Трос фиксируют в специальной машине.
- Оборудование приводит струну в действие – происходит распиливание элемента.
Пила для пеноблоков
Механизированный распил блоков
Струна для резки пеноблока приводится в действие специальным агрегатом
Технологически это довольно сложный способ распиливания.
youtube.com/embed/3u_IbZbli3A?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Пила ленточная
Это многорезцовый инструмент, который представляет собой круговую ленточку из стали с зубчиками по одной стороне. Такая лента используется в специальном станке лентопилочного типа. Такой станок позволяет распиливать газобетон намного быстрее по сравнению с ручной пилой, но стоимость его велика. Полотно изготавливают из металла твердого сплава, высота рабочей поверхности станка регулируется. Натяжка режущего полотна происходит автоматически, что увеличивает точность распила.
Режущее полотно направляется сверхточными роликами. Можно долго работать без остановок, так как отходы быстро удаляются через просвет в станке. Режущее полотно можно легко и быстро заменить при необходимости. Станок легко транспортируется с помощью колес. А для большей устойчивости станка при работе применяют упоры.
Заявка на патент США на СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛИКАТНОЙ ПОЛИРОВАЛЬНОЙ ПОДУШКИ Заявка на патент (заявка № 20120117889, выданная 17 мая 2012 г.
)
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к полировальным подушкам для химико-механического полирования (ХМП) и, в частности, относится к полимерным композиционным полировальным подушкам, пригодным для полирования по меньшей мере одной из полупроводниковых, магнитных или оптических подложек.
Полупроводниковые пластины с изготовленными на них интегральными схемами должны быть отполированы для получения сверхгладкой и плоской поверхности, которая должна изменяться в заданной плоскости на долю микрона.Эта полировка обычно выполняется в операции химико-механической полировки (ХМП). В этих операциях «CMP» используется химически активная суспензия, которая полируется по поверхности пластины полировальной подушкой. Комбинация химически активной суспензии и полировальной подушки позволяет полировать или выравнивать поверхность пластины.
Одной из проблем, связанных с операцией CMP, является царапание пластины.
Некоторые полировальные подушечки могут содержать посторонние материалы, которые могут привести к выбоинам или царапинам на пластине.Например, инородный материал может привести к появлению следов вибрации в твердых материалах, таких как диэлектрики TEOS. Для целей настоящего описания ТЭОС представляет собой твердый стеклообразный диэлектрик, образованный при разложении тетраэтилоксисиликатов. Это повреждение диэлектрика может привести к дефектам пластины и снижению выхода пластины. Другой проблемой, связанной с царапинами, связанной с посторонними материалами, является повреждение межсоединений из цветных металлов, таких как медные межсоединения. Если контактная площадка царапает соединительную линию слишком глубоко, сопротивление линии увеличивается до точки, при которой полупроводник не будет функционировать должным образом.В крайних случаях эти посторонние материалы создают мегацарапины, которые могут привести к утилизации всей пластины.
Reinhardt et al., в патенте США No.
В US 5572362 описана полировальная подушка, в которой стеклянные шарики заменены полыми полимерными микроэлементами для создания пористости в полимерной матрице. К преимуществам этой конструкции относятся равномерная полировка, низкая дефектность и повышенная скорость съема. Дизайн полировальной подушки IC1000™, разработанной Reinhardt et al. превзошла более раннюю полировальную подушку IC60 для царапания за счет замены стеклокерамической фазы на полимерную оболочку.Кроме того, Рейнхардт и соавт. обнаружил неожиданное увеличение скорости полировки, связанное с заменой твердых стеклянных сфер более мягкими полимерными микросферами. Полировальные подушки Reinhardt et al. долгое время служили отраслевым стандартом для полировки CMP и продолжают играть важную роль в передовых приложениях CMP.
Другим набором проблем, связанных с работой ОГТ, является непостоянство между кустами, например, изменение плотности и внутри куста. Для решения этих проблем производители полировальных кругов полагались на тщательную технику литья с контролируемыми циклами отверждения.
Эти усилия были сосредоточены на макросвойствах подушечки, но не касались аспектов микрополировки, связанных с материалами подушечки для полировки.
В промышленности существует потребность в полировальных подушечках, которые обеспечивают улучшенное сочетание выравнивания, скорости удаления и царапания. Кроме того, остается потребность в полировальной подушке, которая обеспечивает эти свойства в полировальной подушке с меньшей изменчивостью от одной подушки к другой.
Заявление об изобретении
Аспект изобретения включает способ изготовления силикатсодержащей полировальной подушки, пригодной для полирования по меньшей мере одной из полупроводниковых, магнитных и оптических подложек, включающий: введение исходного потока газонаполненных полимерных микроэлементов в газовая струя, полимерные микроэлементы, имеющие различную плотность, различную толщину стенок и размер частиц, причем полимерные микроэлементы имеют силикатсодержащие области, распределенные по внешней поверхности полимерных микроэлементов, при этом силикатсодержащие области расположены на расстоянии от 1 до 40 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и быть связанным с большим, чем 0.
1 масс.% всего следующего: i) частиц силиката, имеющих размер частиц более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм; пропускание газонаполненных микроэлементов в газовой струе, примыкающей к блоку Коанда, причем блок Коанда имеет криволинейную стенку для разделения полимерных микроэлементов с эффектом Коанда, инерцией и сопротивлением газовому потоку; отделение грубых полимерных микроэлементов от криволинейной стенки блока Коанда для очистки от полимерных микроэлементов; сбор полимерных микроэлементов с содержанием менее 0.1 мас.% общего количества полимерных микроэлементов, связанных с i) силикатными частицами, имеющими размер более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм; и введение полимерных микроэлементов в полимерную матрицу с образованием полировальной подушки.
Другой аспект изобретения включает способ изготовления силикатсодержащей полировальной подушки, пригодной для полирования по крайней мере одной из полупроводниковых, магнитных и оптических подложек, включающий: введение исходного потока газонаполненных полимерных микроэлементов в газовую струю, полимерный микроэлементы, имеющие разную плотность, разную толщину стенки и разный размер частиц, при этом полимерные микроэлементы имеют силикатсодержащие области, распределенные по внешней поверхности полимерных микроэлементов, при этом силикатсодержащие области расположены так, чтобы покрывать менее 50% внешней поверхности полимерных микроэлементов. полимерные микроэлементы; и быть связанным с большим, чем 0.всего 2 массовых процента следующих веществ: i) частицы силиката, имеющие размер частиц более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм; пропускание газонаполненных микроэлементов в газовой струе, примыкающей к блоку Коанда, причем блок Коанда имеет криволинейную стенку для разделения полимерных микроэлементов с эффектом Коанда, инерцией и сопротивлением газовому потоку; отделение грубых полимерных микроэлементов от криволинейной стенки блока Коанда для очистки от полимерных микроэлементов; сбор полимерных микроэлементов с содержанием менее 0.
1 мас.% общего количества полимерных микроэлементов, связанных с i) силикатными частицами, имеющими размер более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм; и введение полимерных микроэлементов в полимерную матрицу с образованием полировальной подушки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
РИС.1А представляет собой схематический вид сбоку в разрезе блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 1B представляет собой схематический вид спереди в разрезе блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 2 представляет собой СЭМ-микрофотографию мелких содержащих силикаты частиц, разделенных с помощью блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 3 представляет микрофотографию СЭМ крупных содержащих силикат частиц, разделенных с помощью блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 4 представляет микрофотографию СЭМ очищенных полых полимерных микроэлементов с включением силикатных частиц и разделенных с помощью блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 5 представляет микрофотографию СЭМ остатка, отделенного водой от мелких частиц, содержащих силикаты, отделенных с помощью блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 6 представляет микрофотографию СЭМ остатка, отделенного водой от крупных содержащих силикат частиц, отделенных с помощью блочного воздушного классификатора Коанда.
РИС. 7 представляет микрофотографию СЭМ остатка, отделенного водой от очищенных полых полимерных микроэлементов с включением силикатных частиц и отделенного с помощью блочного воздушного классификатора Коанда.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение обеспечивает полировальную подушку из композитного силиката, используемую для полировки полупроводниковых подложек.
Полировальная подушка включает полимерную матрицу, полые полимерные микроэлементы и силикатные частицы, внедренные в полимерные микроэлементы. Удивительно, но эти силикатные частицы не приводят к чрезмерному царапанью или выемке для продвинутых применений CMP, когда классифицируются по определенной структуре, связанной с полимерными микроэлементами.Это ограниченное выдавливание и царапание происходит, несмотря на то, что полимерная матрица имеет частицы силиката на своей полирующей поверхности.
Типичные полимерные матричные материалы полировальных кругов включают поликарбонат, полисульфон, нейлон, сополимеры этилена, простые полиэфиры, сложные полиэфиры, сополимеры полиэфиров и полиэфиров, акриловые полимеры, полиметилметакрилат, поливинилхлорид, поликарбонат, сополимеры полиэтилена, полибутадиен, полиэтиленимин, полиуретаны, полиэфирсульфон , полиэфиримид, поликетоны, эпоксидные смолы, силиконы, их сополимеры и их смеси.Предпочтительно полимерный материал представляет собой полиуретан; и может быть как сшитым, так и несшитым полиуретаном.
Для целей настоящего описания «полиуретаны» представляют собой продукты, полученные из дифункциональных или полифункциональных изоцианатов, например полиэфирмочевины, полиизоцианураты, полиуретаны, полимочевины, полиуретаномочевины, их сополимеры и их смеси.
Предпочтительно полимерный материал представляет собой блок или сегментированный сополимер, способный разделяться на фазы, богатые одним или несколькими блоками или сегментами сополимера.Наиболее предпочтительно полимерный материал представляет собой полиуретан. Литые полиуретановые матричные материалы особенно подходят для выравнивания полупроводниковых, оптических и магнитных подложек. Подход к управлению полирующими свойствами подушечки заключается в изменении ее химического состава. Кроме того, выбор сырья и производственный процесс влияют на морфологию полимера и конечные свойства материала, используемого для изготовления полировальных подушек.
Производство уретана предпочтительно включает получение уретанового форполимера с концевыми изоцианатными группами из полифункционального ароматического изоцианата и форполимерного полиола.
Для целей настоящего описания термин форполимер-полиол включает полиолы, полиолы, полиол-диолы, их сополимеры и их смеси. Предпочтительно форполимер-полиол выбирают из группы, включающей политетраметиленовый эфир гликоля [ПТМЭГ], полипропиленовый эфир гликоля [ППГ], полиолы на основе сложных эфиров, такие как этилен- или бутиленадипаты, их сополимеры и их смеси. Примеры полифункциональных ароматических изоцианатов включают 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, 4,4′-дифенилэтандиизоцианат, нафталин-1,5-диизоцианат, толидиндиизоцианат, пара-фенилендиизоцианат, ксилилендиизоцианат и их смеси. ароматический изоцианат содержит менее 20 весовых процентов алифатических изоцианатов, таких как 4,4′-дициклогексилметандиизоцианат, изофорондиизоцианат и циклогександиизоцианат.Предпочтительно полифункциональный ароматический изоцианат содержит менее 15 мас.% алифатических изоцианатов и более предпочтительно менее 12 мас.% алифатического изоцианата.
Примеры форполимерных полиолов включают простые полиэфирные полиолы, такие как поли(окситетраметилен)гликоль, поли(оксипропилен)гликоль и их смеси, поликарбонатные полиолы, полиэфирные полиолы, поликапролактонполиолы и их смеси.
Примеры полиолов можно смешивать с низкомолекулярными полиолами, включая этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол, 2-метил-1,3-пропандиол. , 1,4-бутандиол, неопентилгликоль, 1,5-пентандиол, 3-метил-1,5-пентандиол, 1,6-гександиол, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль и их смеси.
Предпочтительно форполимер-полиол выбирают из группы, включающей политетраметиленэфиргликоль, полиэфирполиолы, полипропиленэфиргликоли, поликапролактонполиолы, их сополимеры и их смеси. Если форполимер-полиол представляет собой ПТМЭГ, его сополимер или их смесь, то продукт реакции с концевыми изоцианатными группами предпочтительно имеет весовой процент непрореагировавшего NCO в диапазоне от 8,0 до 20,0 весовых процентов. Для полиуретанов, полученных из ПТМЭГ или ПТМЭГ, смешанного с ППГ, предпочтительный весовой процент NCO составляет 8.от 75 до 12,0; и наиболее предпочтительно оно составляет от 8,75 до 10,0. Конкретными примерами полиолов семейства PTMEG являются следующие: Terathane® 2900, 2000, 1800, 1400, 1000, 650 и 250 от Invista; Polymeg® 2900, 2000, 1000, 650 от Lyondell; PolyTHF® 650, 1000, 2000 от BASF и соединения с более низкой молекулярной массой, такие как 1,2-бутандиол, 1,3-бутандиол и 1,4-бутандиол.
Если форполимер-полиол представляет собой ППГ, его сополимер или их смесь, то продукт реакции с концевыми изоцианатными группами наиболее предпочтительно имеет массовый процент непрореагировавшего NCO в диапазоне 7.от 9 до 15,0 мас. %. Конкретными примерами полиолов PPG являются следующие: Arcol® PPG-425, 725, 1000, 1025, 2000, 2025, 3025 и 4000 от Bayer; Voranol® 1010L, 2000L и P400 от Dow; Desmophen® 1110BD, Acclaim® Polyol 12200, 8200, 6300, 4200, 2200 обе линейки продуктов от Bayer. Если форполимер-полиол представляет собой сложный эфир, его сополимер или их смесь, то продукт реакции с концевыми изоцианатными группами наиболее предпочтительно имеет массовый процент непрореагировавшего Диапазон NCO от 6,5 до 13,0. Конкретными примерами сложноэфирполиолов являются следующие: Millester 1, 11, 2, 23, 132, 231, 272, 4, 5, 510, 51, 7, 8, 9, 10, 16, 253 от Polyurethan Specialties Company, Inc. .; Desmophen® 1700, 1800, 2000, 2001KS, 2001K 2 , 2500, 2501, 2505, 2601, PE65B от Bayer; Rucoflex S-1021-70, S-1043-46, S-1043-55 фирмы Bayer.
Обычно продукт реакции форполимера вводят в реакцию или отверждают с отвердителем полиолом, полиамином, спиртамином или их смесью. Для целей настоящего описания полиамины включают диамины и другие многофункциональные амины. Примеры лечебных полиаминов включают ароматические диамины или полиамины, такие как 4,4′-метилен-бис-о-хлоранилин [MBCA], 4,4′-метилен-бис-(3-хлор-2,6-диэтиланилин) [MCDEA ]; диметилтиотолуолдиамин; ди-п-аминобензоат триметиленгликоля; политетраметиленоксид ди-п-аминобензоат; политетраметиленоксидмоно-п-аминобензоат; полипропиленоксид ди-п-аминобензоат; полипропиленоксид моно-п-аминобензоат; 1,2-бис(2-аминофенилтио)этан; 4,4′-метиленбисанилин; диэтилтолуолдиамин; 5-трет-бутил-2,4- и 3-трет-бутил-2,6-толуолдиамин; 5-трет-амил-2,4- и 3-трет-амил-2,6-толуолдиамин и хлортолуолдиамин.При желании можно производить уретановые полимеры для полировальных дисков с одной стадией смешивания, что позволяет избежать использования форполимеров.
Компоненты полимера, используемого для изготовления полировальной подушечки, предпочтительно выбирают таким образом, чтобы полученная морфология подушечки была стабильной и легко воспроизводимой.
Например, при смешивании 4,4′-метилен-бис-о-хлоранилина [МОКА] с диизоцианатом с образованием полиуретановых полимеров часто выгодно контролировать уровни моноамина, диамина и триамина.Регулирование доли моно-, ди- и триаминов способствует поддержанию химического соотношения и конечной молекулярной массы полимера в постоянном диапазоне. Кроме того, часто важно контролировать добавки, такие как антиоксиданты, и примеси, такие как вода, для стабильного производства. Например, поскольку вода реагирует с изоцианатом с образованием газообразного диоксида углерода, регулирование концентрации воды может влиять на концентрацию пузырьков диоксида углерода, образующих поры в полимерной матрице.Реакция изоцианата с посторонней водой также уменьшает доступный изоцианат для взаимодействия с удлинителем цепи, поэтому изменяет стехиометрию вместе с уровнем сшивания (при избытке изоцианатных групп) и молекулярной массой полученного полимера.
Полиуретановый полимерный материал предпочтительно получают из форполимерного продукта реакции толуолдиизоцианата и политетраметиленового эфира гликоля с ароматическим диамином.
Наиболее предпочтительно ароматический диамин представляет собой 4,4′-метилен-бис-о-хлоранилин или 4,4′-метилен-бис-(3-хлор-2,6-диэтиланилин).Предпочтительно продукт реакции форполимера содержит от 6,5 до 15,0 мас.% непрореагировавшего NCO. Примеры подходящих форполимеров в этом диапазоне непрореагировавших NCO включают: форполимеры Airthane® PET-70D, PHP-70D, PET-75D, PHP-75D, PPT-75D, PHP-80D производства Air Products and Chemicals, Inc. и форполимеры Adiprene® , LFG740D, LF700D, LF750D, LF751D, LF753D, L325 производства Chemtura. Кроме того, смеси других форполимеров, помимо перечисленных выше, могут быть использованы для достижения соответствующего процентного содержания непрореагировавших NCO в результате смешивания.Многие из перечисленных выше форполимеров, такие как LFG740D, LF700D, LF750D, LF751D и LF753D, представляют собой форполимеры с низким содержанием свободного изоцианата, которые содержат менее 0,1 мас.% свободного мономера TDI и имеют более стабильное молекулярно-массовое распределение форполимера, чем обычные форполимеры.
и, таким образом, облегчают формирование полировальных подушечек с превосходными полирующими характеристиками. Эта улучшенная консистенция молекулярной массы форполимера и мономер с низким содержанием свободного изоцианата обеспечивают более однородную структуру полимера и способствуют улучшению консистенции полировальных подушечек.Для большинства форполимеров мономер с низким содержанием свободного изоцианата предпочтительно составляет менее 0,5 мас.%. Кроме того, «обычные» форполимеры, которые обычно имеют более высокие уровни реакции (т. е. более одного полиола, закрытого диизоцианатом на каждом конце) и более высокие уровни свободного толуолдиизоцианатного форполимера, должны давать аналогичные результаты. Кроме того, низкомолекулярные полиольные добавки, такие как диэтиленгликоль, бутандиол и трипропиленгликоль, облегчают регулирование массового процента непрореагировавшего NCO в продукте реакции форполимера.
В дополнение к регулированию массового процента непрореагировавшего NCO, продукт реакции отвердителя и форполимера обычно имеет стехиометрическое отношение OH или NH 2 к непрореагировавшему NCO от 85 до 115 процентов, предпочтительно от 90 до 110 процентов; и наиболее предпочтительно он имеет стехиометрическое отношение OH или NH 2 к непрореагировавшему NCO более чем от 95 до 109 процентов.
Например, полиуретаны, полученные с содержанием непрореагировавшего NCO в диапазоне от 101 до 108 процентов, по-видимому, дают превосходные результаты.Эта стехиометрия может быть достигнута либо напрямую, путем обеспечения стехиометрических уровней сырья, либо косвенно, путем реакции некоторого количества NCO с водой либо преднамеренно, либо путем воздействия случайной влаги.
Полимерная матрица содержит полимерные микроэлементы, распределенные внутри полимерной матрицы и на полирующей поверхности полимерной матрицы. Полимерные микроэлементы имеют внешнюю поверхность и заполнены жидкостью для создания текстуры на полируемой поверхности.Жидкость, заполняющая матрицу, может быть жидкостью или газом. Если текучая среда представляет собой жидкость, то предпочтительной текучей средой является вода, такая как дистиллированная вода, которая содержит только случайные примеси. Если текучая среда представляет собой газ, то предпочтительными являются воздух, азот, аргон, двуокись углерода или их комбинация.
Для некоторых микроэлементов газ может представлять собой органический газ, например изобутан. Газонаполненные полимерные микроэлементы обычно имеют средний размер от 5 до 200 микрон. Предпочтительно газонаполненные полимерные микроэлементы обычно имеют средний размер от 10 до 100 микрон.Наиболее предпочтительно газонаполненные полимерные микроэлементы обычно имеют средний размер от 10 до 80 микрон. Хотя это и не обязательно, полимерные микроэлементы предпочтительно имеют сферическую форму или представляют собой микросферы. Таким образом, когда микроэлементы имеют сферическую форму, средние диапазоны размеров также представляют собой диапазоны диаметров. Например, средний диаметр составляет от 5 до 200 микрон, предпочтительно от 10 до 100 микрон и наиболее предпочтительно от 10 до 80 микрон.
Полировальный круг содержит силикатсодержащие участки, распределенные внутри каждого из полимерных микроэлементов.Эти силикатные области могут быть частицами или иметь удлиненную силикатную структуру.
Как правило, силикатные области представляют собой частицы, внедренные или прикрепленные к полимерным микроэлементам. Средний размер частиц силикатов обычно составляет от 0,01 до 3 мкм. Предпочтительно средний размер частиц силикатов составляет от 0,01 до 2 мкм. Эти области, содержащие силикаты, расположены так, чтобы покрывать менее 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов. Предпочтительно области, содержащие силикат, покрывают от 1 до 40 процентов площади поверхности полимерных микроэлементов.Наиболее предпочтительно области, содержащие силикат, покрывают от 2 до 30 процентов площади поверхности полимерных микроэлементов. Силикатсодержащие микроэлементы имеют плотность от 5 г/л до 200 г/л. Обычно силикатсодержащие микроэлементы имеют плотность от 10 г/л до 100 г/л.
Во избежание увеличения количества царапин или выемок важно избегать силикатных частиц с неблагоприятной структурой или морфологией. Сумма этих невыгодных силикатов должна быть меньше 0.
1 мас.% общего количества полимерных микроэлементов. Предпочтительно эти невыгодные силикаты должны составлять менее 0,05 мас.% от общего количества полимерных микроэлементов. Первый тип невыгодного силиката представляет собой силикатные частицы, имеющие размер более 5 мкм. Известно, что эти силикатные частицы вызывают дефекты вибрации в ТЭОС, а также дефекты царапин и выемок в меди. Второй тип невыгодного силиката — силикатсодержащие участки, занимающие более 50% внешней поверхности полимерных микроэлементов.Эти микроэлементы, содержащие большую площадь силикатной поверхности, также могут царапать пластины или смещаться вместе с микроэлементами, что приводит к дефектам вибрации в ТЭОС, а также к дефектам царапин и выемок в меди. Третий тип невыгодного силиката – это агломераты. В частности, полимерные микроэлементы могут агломерироваться с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм. Размер агломератов 120 мкм характерен для микроэлементов со средним диаметром около 40 мкм.
Более крупные микроэлементы образуют более крупные агломераты.Силикаты с такой морфологией могут привести к визуальным дефектам и царапинам при деликатной полировке.
Воздушная классификация может быть полезна для получения композиционных силикатсодержащих полимерных микроэлементов с минимальным содержанием вредных силикатных частиц. К сожалению, силикатсодержащие полимерные микроэлементы часто имеют переменную плотность, толщину стенок и размер частиц. Кроме того, полимерные микроэлементы имеют разнообразные силикатсодержащие участки, распределенные по их внешней поверхности.Таким образом, разделение полимерных микроэлементов с различной толщиной стенок, размером частиц и плотностью имеет множество проблем, а многочисленные попытки центрифужной воздушной классификации и просеивания частиц не увенчались успехом. Эти процессы полезны в лучшем случае для удаления из сырья одного вредного ингредиента, такого как мелочь. Например, поскольку большая часть наполненных силикатами микросфер имеет тот же размер, что и желаемый силикатный композит, их трудно разделить с помощью методов скрининга.
Однако было обнаружено, что сепараторы, которые работают с комбинацией инерции, сопротивления газовому или воздушному потоку и эффекта Коанда, могут давать эффективные результаты.Эффект Коанда гласит, что если по одну сторону струи поместить стену, то эта струя будет течь вдоль стенки. В частности, пропускание газонаполненных микроэлементов в газовой струе, примыкающей к изогнутой стенке блока Коанда, разделяет полимерные микроэлементы. Крупнозернистые полимерные микроэлементы грубеют с криволинейной стенки блока Коанда для очистки полимерных микроэлементов при двустороннем разделении. Когда исходное сырье включает силикатную мелочь, процесс может включать дополнительную стадию отделения полимерных микроэлементов от стенки блока Коанда с мелочью, следующей за блоком Коанда.При трехсторонней сепарации грубая фракция отделяется на наибольшем расстоянии от блока Коанда, средняя или очищенная фракция отделяется на промежуточном расстоянии, а мелкие фракции следуют за блоком Коанда. Корпорация Matsubo производит воздушные классификаторы с коленчатой струей, которые используют эти функции для эффективного разделения частиц.
В дополнение к струе исходного сырья сепараторы Matsubo обеспечивают дополнительную стадию направления двух дополнительных газовых потоков в полимерные микроэлементы для облегчения отделения полимерных микроэлементов от крупнодисперсных полимерных микроэлементов.
Разделение силикатной мелочи и крупных полимерных микроэлементов предпочтительно происходит в одну стадию. Хотя один проход эффективен для удаления как крупного, так и мелкого материала, разделение можно повторять в различных последовательностях, таких как первый грубый проход, второй грубый проход, а затем первый тонкий проход и второй тонкий проход. Однако, как правило, самые чистые результаты получаются при двух- или трехстороннем разделении. Недостатком дополнительных трехходовых сепараций являются выход и стоимость.Исходное сырье обычно содержит более 0,1 мас.% неблагоприятных силикатных микроэлементов. Кроме того, он эффективен при содержании более 0,2 мас.% и более 1 мас.% неблагоприятного силикатного сырья.
После отделения или очистки полимерных микроэлементов введение полимерных микроэлементов в жидкую полимерную матрицу образует полировальную подушку. Типичные способы введения полимерных микроэлементов в прокладку включают литье, экструзию, замену водного растворителя и водные полимеры.Перемешивание улучшает распределение полимерных микроэлементов в жидкой полимерной матрице. После смешивания, сушки или отверждения полимерная матрица образует полировальный круг, пригодный для нарезания канавок, перфорации или других операций по отделке полировального круга.
Ссылаясь на ФИГ. 1А и 1В, воздушный классификатор с коленчатой струей имеет ширину «w» между двумя боковыми стенками. Воздух или другой подходящий газ, такой как двуокись углерода, азот или аргон, проходит через отверстия 10 , 20 и 30 для создания струйного потока вокруг блока Коанда 40 .Ввод полимерных микроэлементов с помощью питателя 50 , такого как насос или вибрационный питатель, помещает полимерные микроэлементы в струйный поток, инициируя процесс классификации.
В струйном потоке силы инерции, сопротивления (или сопротивления газовому потоку) и эффект Коанда объединяются, чтобы разделить частицы на три категории. Штрафы 60 следуют за блоком Coanda. Силикатсодержащие частицы среднего размера обладают достаточной инерцией, чтобы преодолеть эффект Коанда и собираться как очищенный продукт 70 .Наконец, крупные частицы 80 преодолевают наибольшее расстояние для отделения от средних частиц. Крупные частицы содержат комбинацию i) частиц силиката, имеющих размер более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм. Эти крупные частицы, как правило, отрицательно влияют на полировку пластин и особенно на полировку узорчатых пластин для продвинутых узлов.Расстояние или ширина разделителя определяет фракцию, разделенную на каждую классификацию.
В качестве альтернативы можно закрыть коллектор тонкой очистки для разделения полимерных микроэлементов на две фракции: грубую фракцию и очищенную фракцию.
ПРИМЕРЫ Пример 1
Воздушный классификатор Elbow-Jet Model Labo от Matsubo Corporation обеспечивал разделение образца наполненного изобутаном сополимера полиакрилнитрила и поливинилидиндихлорида, имеющего средний диаметр 40 микрон и плотность 42 г/л.Эти полые микросферы содержали частицы силиката алюминия и магния, внедренные в сополимер. Силикаты покрывали примерно от 10 до 20 процентов площади внешней поверхности микросфер. Кроме того, образец содержал сополимерные микросферы, связанные с силикатными частицами, имеющими размер частиц более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм.Модель Elbow-Jet Labo содержала блок Коанда и структуру, показанную на фиг.
1А и 1В. Подача полимерных микросфер через вибрационный питатель в газовую струю дала результаты, указанные в таблице 1.
Данные таблицы 1 Показать эффективное удаление от 0,2 до 0,3 мас.% крупнозернистого материала. Крупнозернистый материал содержал сополимерные микросферы, связанные с силикатными частицами, имеющими размер более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм.
Воздушный классификатор Elbow-Jet модели 15-3S обеспечил разделение дополнительной партии силикатного сополимера из примера 1. В этой серии испытаний коллектор мелочи был полностью закрыт. Подача полимерных микросфер через насос-дозатор в струю газа привела к результатам, представленным в таблице 2.
Данная партия материала привела к выделению до 0,6 и 0,7 мас. % крупного материала. Как указано выше, крупнозернистый материал содержал сополимерные микросферы, связанные с силикатными частицами, имеющими размер более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм.
Воздушный сепаратор Elbow-Jet модели 15-3S обеспечил отделение дополнительного силикатного сополимера из примера 1. В этой серии испытаний коллектор мелочи был открыт для удаления мелочи (опыты 6–8) или закрыт для удержания мелочи (опыты 9). до 11). Подача полимерных микросфер через насос в струю газа привела к результатам, представленным в таблице 3.
Эти данные показывают, что воздушный классификатор может легко переключаться между классификациями на два или три сегмента.
Ссылаясь на фиг. 2-4, фиг. 2 иллюстрирует мелочь [F], фиг.3 иллюстрирует грубое изображение [G], а на фиг. 4 показаны очищенные силикатные полимерные микросферы [М]. Мелочь, по-видимому, имеет распределение по размерам, которое содержит лишь незначительную долю полимерных микроэлементов среднего размера. Крупная огранка содержит видимые агломераты микроэлементов и полимерные микроэлементы, имеющие силикатсодержащие участки, занимающие более 50% их внешней поверхности. [Силикатные частицы, имеющие размер более 5 мкм, видны при более высоких увеличениях, а на ФИГ. 6 .] Средняя часть разреза очищена от большинства мелких и крупных полимерных микроэлементов. Эти микрофотографии СЭМ иллюстрируют существенную разницу, достигнутую при классификации по трем сегментам.
Пример 2
Следующее испытание измеряло остаток после сжигания.
Образцы конечной, средней и мелкой фракций помещали во взвешенные тигли Вика или керамические тигли.
Затем тигли нагревали до 150°С, чтобы начать разложение полимерных композиций, содержащих силикаты.При 130°С полимерные микросферы имеют тенденцию разрушаться и высвобождать содержащийся в них пенообразователь. Средняя и мелкая срезы вели себя ожидаемо, их объемы через 30 минут значительно уменьшились. Однако, напротив, выемка увеличилась более чем в шесть раз по сравнению с первоначальным объемом и практически не показала признаков разложения.
Эти наблюдения свидетельствуют о двух различиях. Во-первых, степень вторичного расширения грубой фракции указывает на то, что относительный весовой процент пенообразователя должен быть намного выше в грубой фракции, чем в двух других фракциях.Во-вторых, состав полимера, богатого силикатами, мог быть существенно другим, так как он не разлагался при той же температуре.
Необработанные данные, представленные в Таблице 4, показывают, что грубая фракция имеет наименьшее содержание остатков. Этот результат был смещен из-за большой разницы в содержании пенообразователя или изобутена, заполняющего частицы.
Корректировка содержания изобутана по отношению к степени вторичного расширения привела к более высокому проценту остатка, присутствующего в грубой фракции.
Устранение грубой фракции со своей склонностью к расширению облегчения полировки с контролируемым удельным тяжести и меньше вариаций от пэда к пэду.
Пример 3
После классификации с помощью локтевого струйного устройства три куска обработанного силикатного полимера, содержащего микроэлементы, по 0,25 г погружали в 40 мл сверхчистой воды. Образцы хорошо перемешали и дали отстояться в течение трех дней.
На крупном срезе появился видимый осадок через несколько минут, на мелком срезе — через несколько часов, а на среднем срезе — через 24 часа. Всплывшие полимерные микроэлементы и воду удаляли, оставляя осадочную оторочку и небольшое количество воды.Образцам давали высохнуть в течение ночи. После сушки контейнеры и осадок взвешивали, осадок удаляли, а контейнеры промывали, сушили и повторно взвешивали для определения массы осадка. ФИГ. 5-7 иллюстрируют резкое различие в размере и морфологии силикатов, достигаемое с помощью метода классификации. ИНЖИР. 5 иллюстрирует скопление мелких полимерных и силикатных частиц, осевших в процессе осаждения. ИНЖИР. 6 показаны крупные силикатные частицы (более 5 мкм) и полимерные микроэлементы, внешняя поверхность которых более чем на пятьдесят процентов покрыта силикатными частицами.ИНЖИР. 7, примерно в десять раз большем увеличении, чем другие микрофотографии, иллюстрирует мелкие частицы силиката и разрушенный полимерный микроэлемент. Сломанный полимерный микроэлемент, имеющий мешкообразную форму, осевший в процессе осаждения.
Конечный вес был следующим:
- Крупный: 0,018 г
- Чистый (средний): 0,001 г
- Мелкий: 0,014 г
.В частности, крупная фракция включала процент крупных силикатных частиц, таких как частицы, имеющие сферическую, полусферическую и граненую форму. Средняя или очищенная фракция содержала наименьшее количество силикатов, как крупных (средний размер более 3 мкм), так и мелких (средний размер менее 1 мкм). Мелочь содержала наибольшее количество силикатных частиц, но эти частицы имели средний размер менее 1 мкм.
Пример 4
Серию из трех литых полировальных подушек готовили для сравнения полировки с медью.
Таблица 5 содержит сводку трех литых полиуретановых полировальных дисков.
7821.955Cleaned0.7871.955Spiked (Crarse) 0.7882.154 так же, как пример 1 номинальная полировальная подушка содержала наполненный изобутаном сополимер полиакрилнитрила и поливинилидиндихлорида, имеющий средний диаметр 40 микрон и плотность 42 г/л.Эти полые микросферы содержали частицы силиката алюминия и магния, внедренные в сополимер. Силикаты покрывали примерно от 10 до 20 процентов площади внешней поверхности микросфер. Кроме того, образец содержал сополимерные микросферы, связанные с силикатными частицами, имеющими размер частиц более 5 мкм; ii) силикатсодержащие области, покрывающие более 50 процентов внешней поверхности полимерных микроэлементов; и iii) полимерные микроэлементы, агломерированные с силикатными частицами до среднего размера кластеров более 120 мкм.Очищенная подушка содержала менее 0,1 мас.% компонентов от i) до iii), указанных выше, после воздушной классификации с помощью воздушного классификатора Elbow-Jet Model 15-3S. Наконец, игольчатая подушка содержала 1,5 мас.
% крупнозернистого материала пунктов от i) до iii) выше с балансом номинального материала.
Полировка площадок на чистых медных пластинах с помощью неабразивного полировального раствора RL 3200 от Dow Electronic Materials предоставила сравнительные данные полировки на наличие выемок и дефектов. Условиями полировки были пластины диаметром 200 мм на инструменте Applied Mirra с использованием скорости плиты 61 об/мин и скорости носителя 59 об/мин.В приведенной ниже Таблице 6 представлены сравнительные данные полировки.
Данные таблицы 6 иллюстрируют улучшение полировки для процентных дефектов для формы в процентах.
силикатсодержащий полимер. Кроме того, эти данные также могут свидетельствовать об улучшении царапанья меди, но необходима дополнительная полировка.
Полировальные подушки по изобретению содержат силикаты, распределенные в однородной и однородной структуре для уменьшения дефектов полировки. В частности, силикатная структура заявленного изобретения может уменьшить дефекты выемки и царапины при полировании меди литыми полиуретановыми полировальными подушечками. Кроме того, воздушная классификация может обеспечить более однородный продукт с меньшей плотностью и в пределах разброса подушечек.
Новый расширительный материал, используемый для заполнения, контактирующего с кровлей, на основе плавильного шлака
Ким, Дж. В. и Юнг, М. К. Отверждение хвостов, содержащих мышьяк и тяжелые металлы, с использованием цемента и доменного шлака. Окружающая среда. Геохим. Health 33 , 151–158 (2011).
КАС
пабмед
Статья
Google Scholar
Чжоу, М., Чжан, В., Хоу, Х., Хуан, X. и Ван, В. Активация фторгипса активатором шлака и механика отверждения фтора. Дж. Уханьский университетТехнол. Матер. науч. 26 , 1023–1026 (2011).
КАС
Статья
Google Scholar
Pyo, S., Tafesse, M., Kim, B.J. & Kim, H.K. Влияние хвостов добычи на основе кварца на характеристики и поведение при выщелачивании сверхвысококачественного бетона. Констр. Строить. Матер. 166 , 110–117 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Ли, З., Чжао, С., Чжао, X. и Хе, Т. Характеристики выщелачивания компонентов стального шлака и их применение для прогнозирования вяжущих свойств. Дж. Азар. Матер. 199–200 , 448–452 (2012).
ПабМед
Статья
КАС
Google Scholar
Мина А. Х., Каплан Д. И., Пауэлл Б.
А. и Араи Ю. Химическая стабилизация хромата в смешанных цементных материалах доменного шлака. Хемосфера 138 , 247–252 (2015).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
пабмед
Статья
Google Scholar
Ченг, С., Шуй, З., Ю, Р., Чжан, X. и Чжу, С. Оценка долговечности и воздействия на окружающую среду экологически чистого материала на основе цемента, содержащего переработанный хромсодержащий шлак. Дж. Чистый. Произв. 185 , 23–31 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Ся, М. и др. Отверждение/стабилизация шлака свинцово-цинковой плавки в геополимере на основе композита. Дж. Чистый. Произв. 209 , 1206–1215 (2019).
КАС
Статья
Google Scholar
Mao, Y. et al. Затвердевание свинцово-цинковых плавильных шлаков через вяжущий материал из активированного щелочью шлака на бентонитовой основе.
Междунар. Дж. Окружающая среда. Рез. Общественное здравоохранение 16 , 2 (2019).
Google Scholar
Лю, X. и др. Иммобилизация хлоридом материала на основе цемента, содержащего нано-Al 2 O 3 . Констр. Строить. Матер. 220 , 43–52 (2019).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
Статья
Google Scholar
Ма, К. и Чен, Б. Свойства пенобетона, содержащего гидрофобизаторы. Констр. Строить. Матер. 123 , 106–114 (2016).
КАС
Статья
Google Scholar
Санг Г., Чжу Ю., Ян Г. и Чжан Х. Получение и определение характеристик высокопористого пеноматериала на основе цемента. Констр. Строить. Матер. 91 , 133–137 (2015).
Артикул
Google Scholar
Бёрд, Э.Т., Боуден, А. Э., Сили, М. К. и Фуллвуд, Д. Т. Выбор материалов для гибких пенопластов с открытыми порами для абсорбции энергии. Матер. Дес. 137 , 414–421 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Мастали, М., Киннунен, П., Исомоисио, Х., Карху, М. и Илликайнен, М. Механические и акустические свойства армированных фиброй щелочно-активированных шлаковых пенобетонов, содержащих легкие конструкционные заполнители. Констр. Строить. Матер. 187 , 371–381 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Yu, J., Tang, C.L. & Yu, Z.C. Получение и характеристика композитных материалов с фазовым переходом и пенографитом. J. Appl. Биоматер. Функц. Матер. 14 , С35–С40 (2016).
КАС
Google Scholar
Ли, В., Li, C., Lin, L., Wang, Y.
& Zhang, J. Структура пены для улучшения свойств поглощения микроволн карбида кремния/углеродного материала. Дж. Матер. науч. Технол. 35 , 2658–2664 (2019).
Артикул
Google Scholar
Гао, Х. и др. Новый неорганический теплоизоляционный материал на основе хвостов перлита. Энергетическая сборка. 190 , 25–33 (2019).
Артикул
Google Scholar
Xu, Y., Liu, X., Zhang, Y., Tang, B. & Mukiza, E. Исследование сульфатной активации электролитического марганцевого остатка на ранней активности доменного шлака в цементном материале на основе цемента. Констр. Строить. Матер. 229 , 116831 (2019).
КАС
Статья
Google Scholar
Ван, Ф. и др. GMCs стабилизировали/отвердили почву, загрязненную Pb/Zn, при различных температурах отверждения: физические и микроструктурные свойства.
Хемосфера 239 , 124738 (2020).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
пабмед
Статья
Google Scholar
Kiventerä, J. et al. Затвердевание/стабилизация хвостов золотых приисков с использованием цемента на основе сульфоалюмината кальция и белита. Дж. Чистый. Произв. 239 , 2 (2019).
Артикул
КАС
Google Scholar
Bonfillon, A., Sicoli, F. & Langevin, D. Динамическое поверхностное натяжение растворов ионных поверхностно-активных веществ. J. Коллоидный интерфейс Sci. 168 , 497–504 (1994).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
Статья
Google Scholar
Rosen, M.J. & Song, L.D. Динамическое поверхностное натяжение водных растворов поверхностно-активных веществ: 8. Влияние спейсера на динамические свойства растворов Gemini поверхностно-активных веществ.
J. Коллоидный интерфейс Sci. 179 , 261–268 (1996).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
Статья
Google Scholar
Ханамертани, А. С., Пилус, Р. М., Манан, Н. А., Ахмед, С. и Аванг, М. Применение ионной жидкости в стабилизации пены поверхностно-активными веществами для контроля подвижности газа. Энергетическое топливо 32 , 6545–6556 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Оджи, Т. и Фукусима, М. Макропористая керамика: обработка и свойства. Междунар. Матер. 57 , 115–131 (2012).
КАС
Статья
Google Scholar
Вас И.Е., Богдонов С.М., Хэммит А.Г. Экспериментальное исследование обтекания простых двумерных и осесимметричных тел при гиперзвуковых скоростях. Дж. Реактивные двигатели. 28 , 97–104 (1958).
Артикул
Google Scholar
Ursache, O. et al. Исследования термочувствительных сетей Дильса-Альдера на основе поливинилового спирта, функционализированного эфир-уретан-бисмалеимидом. Дж. Терм. Анальный. Калорим. 118 , 1471–1481 (2014).
КАС
Статья
Google Scholar
Лю М., Хоу Ю., Ли Дж., Тие Л. и Го З.Прочное и самовосстанавливающееся суперамфифобное покрытие из спрея на водной основе. Коллоиды Surf. Физикохим. англ. Асп. 553 , 645–651 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Sajedi, F. & Razak, H.A. Влияние химических активаторов на раннюю прочность обычных портландцементно-шлаковых растворов. Констр. Строить. Матер. 24 , 1944–1951 (2010).
Артикул
Google Scholar
Криадо, М., Берналь, С.А., Гарсия-Триньянес, П. и Провис, Дж.Л. Влияние состава шлака на стабильность стали в активируемых щелочью цементных материалах.
Дж. Матер. науч. 53 , 5016–5035 (2018).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный
Google Scholar
Мэй, Дж. и др. Влияние сульфата натрия и нано-SiO 2 на гидратацию и микроструктуру вяжущих материалов, содержащих большое количество летучей золы, при отверждении паром. Констр. Строить. Матер. 163 , 812–825 (2018).
КАС
Статья
Google Scholar
Kränzlein, E., Pöllmann, H. & Krcmar, W. Металлические порошки как вспенивающие агенты в синтезе геополимеров на основе летучей золы и их влияние на структуру в зависимости от соотношения Na/Al. Цем. Конкр. Композиции 90 , 161–168 (2018).
Артикул
КАС
Google Scholar
Henon, J., Alzina, A., Absi, J., Smith, D.S. & Rossignol, S. Геополимерные пены калия, изготовленные с порообразующим агентом на основе микрокремнезема для теплоизоляции. J. Пористый материал. 20 , 37–46 (2013).
КАС
Статья
Google Scholar
Prudhomme, E. et al. Неорганические пены in situ, приготовленные из различных глин при низкой температуре. Заяв. Глина наук. 51 , 15–22 (2011).
КАС
Статья
Google Scholar
Lassinantti Gualtieri, M., Cavallini, A. & Romagnoli, M. Концепция интерактивной порошковой смеси для приготовления геополимеров с мелкой пористостью. Дж. Евро. Керам. соц. 36 , 2641–2646 (2016).
КАС
Статья
Google Scholar
Li, J. et al. Контроль структуры и характеристик вспененного материала на основе растительных волокон путем фибриллирования посредством рафинирующей обработки. Ind. Культуры Prod. 128 , 186–193 (2019).
КАС
Статья
Google Scholar
Санг Г., Чжу Ю. и Ян Г. Механические свойства высокопористых вспененных материалов на основе цемента, модифицированных ЭВА. Констр. Строить. Матер. 112 , 648–653 (2016).
КАС
Статья
Google Scholar
Чжан, З., Провис, Дж. Л., Рейд, А. и Ван, Х. Геополимерный пенобетон: новый материал для устойчивого строительства. Констр. Строить. Матер. 56 , 113–127 (2014).
Артикул
Google Scholar
He, J., Gao, Q., Song, X., Bu, X. & He, J. Влияние пенообразователя на физико-механические свойства пенобетона, активированного щелочным шлаком. Констр. Строить. Матер. 226 , 280–287 (2019).
КАС
Статья
Google Scholar
Новаис, Р. М., Пуллар, Р. К. и Лабринча, Дж. А. Геополимерные пены: обзор последних достижений. Прог. Матер. науч.
109 , 100621 (2020).
КАС
Статья
Google Scholar
Абдоллахнеджад, З., Пачеко-Торгал, Ф., Феликс, Т., Тахри, В. и Баррозу, А. Дж. Состав смеси, свойства и анализ стоимости геополимерной пены на основе летучей золы. Констр. Строить. Матер. 80 , 18–30 (2015).
Артикул
Google Scholar
Джаст А. и Миддендорф Б. Микроструктура высокопрочного пенобетона. Матер. Характер. 60 , 741–748 (2009).
КАС
Статья
Google Scholar
Дукман, В. и Корат, Л. Характеристика пенопластов на основе геополимерной летучей золы, полученных с добавлением порошка Al или H 2 O 2 в качестве пенообразователей. Матер. Характер. 113 , 207–213 (2016).
КАС
Статья
Google Scholar
Huang, H. Y., Gong, A. M. & Yuan, K. Влияние щелочного активатора на прочность зольно-цементного гелеобразного песка. Доп. Матер. Рез. 937 , 472–475 (2014).
КАС
Статья
Google Scholar
Ван, Л., Вэй Ю., Лв Г., Ляо Л. и Чжан Д. Экспериментальные исследования по химической активации вяжущих материалов из плавильного шлака медно-никелевого рудника. Материалы. 12 , 2 (2019).
Google Scholar
Бенаича, М., Бертчелл, Ю. и Алауи, А. Х. Прогнозирование прочности бетона на сжатие в раннем возрасте — Применение зрелости. J. Сборка. англ. 6 , 119–125 (2016).
Артикул
Google Scholar
Wang, C.C. Моделирование развития прочности на сжатие цементного раствора с печным шлаком и шлаком десульфурации от ранней прочности. Констр. Строить.
Матер. 128 , 108–117 (2016).
КАС
Статья
Google Scholar
Нилакантан Т.Р., Рамасундарам С., Шанмугавел Р.и Винот, Р. Прогноз прочности бетона на сжатие через 28 дней по параметрам ранней прочности и ускоренного отверждения. Междунар. Дж. Инж. Технол. 5 , 1197–1201 (2013).
КАС
Google Scholar
Hu, C., Han, Y., Gao, Y., Zhang, Y. & Li, Z. Исследование свойств геля гидрата силиката кальция (C–S–H) в вяжущих композитах. Матер. Характер. 95 , 129–139 (2014).
КАС
Статья
Google Scholar
Алкан М., Карадаш М., Дохан М. и Демирбаш О. Адсорбция ЦТАБ на образцах перлита из водных растворов. J. Коллоидный интерфейс Sci. 291 , 309–318 (2005).
ОБЪЯВЛЕНИЯ
КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный
Google Scholar
Яжгур П., Вьеррос С., Ханной Д., Саммалкорпи, М. и Салонен, А. Взаимодействие и организация поверхностно-активных веществ на границе раздела газ-вода (ЦТАБ с добавлением соли). Ленгмюр 34 , 1855–1864 (2018).
КАС
пабмед
Статья
ПабМед Центральный
Google Scholar
(PDF) Оценка жизненного цикла закладных кирпичных блоков
de Larrard, F., Sedran, T., 2002. Дозирование смеси высокоэффективного бетона
. Цем.Конкр. Рез. 32, 1699–1704 гг.
Диксит, М.К., Ферн,
, Андез-Солис, Дж.Л., Лави, С., Калп, К.Х., 2010. Идентификация параметров для измерения физической энергии: обзор литературы. Энергетическая сборка. 42,
1238e1247.
Ecoinvent, 2015. История Ecoinvent, Цюрих, Швейцария.
EPA, UEPA, 1998. Коэффициенты выбросов &AP-42, подборка коэффициентов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
. Глава. 1: Внешние источники горения Нац. Газ.
Сгорел. 1.
EPA, USEPA, 2016. Инвентаризация выбросов и стоков парниковых газов в США:
1990e2014. Агентство по охране окружающей среды США.
Gal
an-Marín, C., Rivera-G
omez, C., García-Martínez, A., 2015. Воплощенная энергия
обычных несущих стен по сравнению с природными стабилизированными земляными блоками. Энергия
Стр. 97, 146e154.
Goedkoop, M., Hofstetter, P., Müller-Wenk, R., Spriemsma, R., 1998. Объяснение индикатора 98 ECO-
.Междунар. J. Оценка жизненного цикла. 3, 352e360.
Гуггемос, А.А., Хорват, А., 2005 г. Сравнение воздействия на окружающую среду зданий со стальным каркасом
и зданий с бетонным каркасом. Дж. Инфраструктура. Сист. 11, 93e101.
Хаберт, Г., Биллард, К., Росси, П., Чен, К., Руссель, Н., 2010. Производство цемента
улучшение технологии по сравнению с целями фактора 4. Цем. Конкр. Рез. 40,
820e826.
Habert, G., De Lacaillerie, J.D.E., Roussel, N.
, 2011. Экологическая оценка производства бетона на основе геополимера
: обзор текущих тенденций исследований.
Дж. Чистый. Произв. 19, 1229e1238.
Habert, G., Ouellet-Plamondon, C., 2016. Последние обновления о воздействии геополимеров на окружающую среду. РИЛЕМ Тех. лат. 1, 17e23.
Habert, G., Roussel, N., 2009. Изучение двух стратегий проектирования бетонных смесей для достижения целей по снижению выбросов углерода
. Цем. Конкр. Композиции 31, 397e402.
Хаммонд Г., Джонс К., Лоури Ф., Це П., 2008 г. Инвентаризация углерода и энергии: ICE.
Исследовательская группа по устойчивой энергетике.Факультет машиностроения,
Университет Бата Бат.
Hammond, GP, Jones, CI, 2008. Воплощенная энергия и углерод в строительных материалах
. В: Труды Института инженеров-строителей-энергетиков, вып. 161,
стр. 87e98.
Хит, А., Пейн, К., Макманус, М., 2014. Минимизация потенциала глобального потепления
геополимеров на основе глины.
Дж. Чистый. Произв. 78, 75e83.
Хорпибулсук С., Мунсракест В., Удомчай А., Chinkulkijniwat, A., Arulrajah, A.,
2014. Прочность устойчивых ненесущих каменных блоков, изготовленных из остатков карбида кальция
и летучей золы. Констр. Строить. Матер. 71, 210e215.
Humbert, S., Margni, M., Jolliet, O., 2005. IMPACT 2002þ: Руководство пользователя. Проект документа
Версия 2.
Ханцингер Д.Н., Итмон Т.Д., 2009 г. Оценка жизненного цикла производства портландцемента
: сравнение традиционного процесса с альтернативными технологиями.Дж. Чистый. Произв. 17, 668e675.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК), 2014 г. В: IPCC (Ed.), Climate
Change 2014 Synthesis Report. МГЭИК, Женева, Швейцария, с. 80.
ISO 14040, 2006. Экологический менеджмент: оценка жизненного цикла: принципы
и структура.
Itard, L., Klunder, G., 2007. Сравнение воздействия на окружающую среду отремонтированного жилищного фонда
и нового строительства.
Строить. Рез. Инф. 35, 252e267.
Джаясингхе, К., Камаладаса, Н., 2007. Характеристики прочности на сжатие
стабилизированных цементом стен из утрамбованного грунта. Констр. Строить. Матер. 21, 1971–1976 гг.
Jiang, M., Chen, X., Rajabipour, F., Hendrickson, C.T., 2014. Сравнительная оценка жизненного цикла
обычного, стеклянного порошка и щелочно-активированного шлакового бетона
и строительного раствора. Дж. Инфраструктура. Сист. 20.
Джоллиет О., Маргни М., Чарльз Р., Гумберт С., Пайет Дж., Ребитцер Г., Розенбаум Р.,
2003.IMPACT 2002þ: новая методология оценки воздействия на жизненный цикл. Междунар. J.
Оценка жизненного цикла. 8, 324e330.
Йоргенсен, А., Ле Бок, А., Назаркина, Л., Хаушильд, М., 2007. Методология оценки социального жизненного цикла
. Междунар. J. Оценка жизненного цикла. 13, 96.
Каннан К., 2001. Энергоэффективность зданий. В: Национальный семинар по энергетике
Эффективность.
Куала-Лумпур.
Келленбергер, Д., Альтхаус, Х.-Дж., 2009. Релевантность упрощений в LCA компонентов здания
.Строить. Окружающая среда. 44, 818e825.
Куа, Х.В., Камат, С., 2014. Атрибутивная и последующая оценка жизненного цикла замены бетона кирпичами. Дж. Чистый. Произв. 81, 190e200.
Langston, Y.L., Langston, CA, 2008. Моделирование надежности воплощенной энергии здания
: анализ 30 тематических исследований Мельбурна. Констр. Управление Экон. 26,
147e160.
Лопес-Меса, Б., Питарч, А., Томас, А., Гальего, Т., 2009. Сравнение воздействия на окружающую среду строительных конструкций с монолитными перекрытиями и сборными
бетонными перекрытиями.Строить. Окружающая среда. 44, 699e712.
Марсо, М., Нисбет, М.А., Ван Гим, М.Г., Ассоциация, ПК, 2007 г. Инвентаризация жизненного цикла портландцементного бетона,
.
McLellan, B., Williams, R., Lay, J., van Riessen, A., Cordera, G., 2011. Затраты и выбросы углерода
для геополимерных паст по сравнению с обычным портландцементом.
Дж. Чистый. Произв. 19 (Выпуски 9e10). Июнь июль 1080-1090 гг.
Мехта П.К., 2001 г. Снижение воздействия бетона на окружающую среду.Конкр. Междунар. 23,
61e66.
Микколи, Л., Мюллер, У., Фонтана, П., 2014. Механические свойства земляных материалов:
сравнение между кладкой из земляных блоков, утрамбованной землей и глыбой. Констр.
Стр. Матер. 61, 327e339.
Монтейро, Х., Фрейре, Ф., 2012. Оценка жизненного цикла дома с альтернативными
наружными стенами: сравнение трех методов оценки воздействия. Энергетическая сборка.
47, 572e583.
Морель, Ж.-К., Пкла, А., Уокер, П., 2007. Испытание на прочность при сжатии сжатых земляных блоков
. Констр. Строить. Матер. 21, 303e309.
Mu~
noz, J.F., Easton, T., Dahmen, J., 2015. Использование активированных щелочью природных алюмосиликатных минералов
для производства прессованных кладочных строительных материалов. Констр.
Стр. Матер.
95, 86e95.
Нисбет, М., Ван Гим, М.Г., Гайда, Дж., Марсо, М., 1997. Экологический жизненный цикл
перечень портландцемента и бетона.Всемирная Цем. 28, 3.
NREL, N.R.E.L, 2012. База данных инвентаризации жизненного цикла США. В: National Renewable Energy Laboratory, N.
Ortiz, O., Castells, F., Sonnemann, G., 2009. Устойчивое развитие в строительной отрасли: обзор последних разработок на основе LCA. . Констр. Строить. Матер. 23,
28e39.
Ортис, О., Кастельс, Ф., Зоннеманн, Г., 2010. Эксплуатационная энергия в жизненном цикле
жилых домов: опыт Испании и Колумбии.заявл. Энергия 87,
673e680.
Осс, Х.Г., Падовани, А.К., 2003 г. Производство цемента и окружающая среда, часть II:
экологические проблемы и возможности. J. Ind. Ecol. 7, 93e126.
Уэлле-Пламондон, К., Аранда, П., Фавье, А., Хаберт, Г., ван Дамм, Х., Руиз-
Хитцки, Э., 2015. Концепция синего наноструктурированного материала Maya применительно к
красящие геополимеры.
RSC Adv. 5, 98834e98841.
Уэлле-Пламондон, К., Хаберт, Г., 2015. 25-Оценка жизненного цикла (ОЖЦ) активированных щелочью
цементов и бетонов. В: Pacheco-Torgal, F., Labrincha, JA,
Leonelli, C., Palomo, A., Chindaprasirt, P. (Eds.), Handbook of Alkaly-activated
Cements, Mortars and Concretes. Издательство Woodhead Publishing, Оксфорд, стр. 663–686.
Ouellet-Plamondon, C.M., Habert, G., 2016. Самоуплотняющийся бетон на основе глины
(SCCC): проверка концепции. Дж. Чистый. Произв. 117, 160e168.
Пачеко-Торгал, Ф., Фариа Дж., Джалали С., 2013 г. Воплощенная энергия в сравнении с производственной энергией
. Демонстрация недостатков директивы по энергоэффективности зданий
(EPBD), Материаловедческий форум. Trans Tech Publ, стр. 587e591.
Пассер, А., Уэлле-Пламондон, К., Кеннелли, П., Джон, Виола, Хаберт, Г., 2016 г.
Влияние будущих сценариев на стратегии реконструкции зданий в направлении плюс
энергетических зданий.
Энергетическая сборка. 124, 153e163.
Пеннингтон, Д.В., Поттинг Дж., Финнведен Г., Линдейер Э., Джоллиет О., Ридберг Т.,
Ребитцер Г., 2004 г. Оценка жизненного цикла, часть 2: текущая оценка воздействия
практика. Окружающая среда. Междунар. 30, 721e739.
Project, BCA, 2016. Карты статуса кодов: Статус жилого кода.
Provis, J.L., Palomo, A., Shi, C., 2015. Достижения в понимании материалов, активированных щелочью
. Цем. Конкр. Рез. 78, 110e125.
Provis, J.L., van Deventer, J.S., 2014. Активированные щелочью материалы.Спрингер.
Редди, Б.В., Гупта, А., 2005. Характеристики грунтоцементных блоков с использованием сильно
песчаных грунтов. Матер. Структура 38, 651e658.
Редди Б.В., Джагадиш К., 2003. Воплощенная энергия обычных и альтернативных
строительных материалов и технологий. Энергетическая сборка. 35, 129e137.
SBCI, U., 2009 г. Здания и изменение климата: Резюме для лиц, принимающих решения.
Программа ООН по окружающей среде. Устойчивые здания и климат
Инициатива, Париж, стр.1е62.
Шаффарцик, А., Сакс, М., Виденхофер, Д., Эйзенменгер, Н., 2014. Экологически
Расширенный анализ затрат-выпуска. Рабочий документ по социальной экологии 154.
Школьников, В., Багга, С.С., Сантьяго, Дж.Г., 2012. Опреснение и производство водорода, хлора,
и гидроксида натрия с помощью электрофоретического ионного обмена и осаждения. физ. хим. хим. физ. 14, 11534e11545.
Сорушян, П., Гебраб, Т., 2013. Полевое исследование бетона дорожного покрытия с большим объемом летучей золы —
.Ресурс. Консервация 73, 78e85.
Stewart, F., 1972. Выбор техники в развивающихся странах. Дж. Дев. Стад. 9,
99e121.
Szab
o, L., Hidalgo, I., Ciscar, J.C., Soria, A., 2006. Торговля выбросами CO 2 в странах Европейского Союза
и странах Приложения B: пример цементной промышленности. Энергия Пол.
34, 72e87.
Танака, Ю., Эхара, Р., Итои, С., Гото, Т., 2003. Электродиализное производство соли с ионообменной мембраной
с использованием рассола, сбрасываемого из установки для опреснения морской воды методом обратного осмоса
.Дж. Член. науч. 222, 71e86.
Теннант, А.Г., Фостер, К.Д., Редди, Б.В., 2012. Проверка строительных норм и правил кладки
на изгиб стабилизированного цементом грунтового блока. Дж. Матер. Гражданский англ. 25,
303e307.
Thormark, C., 2006. Влияние выбора материала на общую потребность в энергии и потенциал рециркуляции
здания. Строить. Окружающая среда. 41, 1019e1026.
Тернер, Л.К., Коллинз, Ф.Г., 2013. Выбросы в эквиваленте двуокиси углерода (CO 2-e): сравнение
между геополимерным и цементным бетоном OPC.Констр. Строить.
Матер. 43, 125e130.
Европейский Союз, 2012 г. Директива 2012/27/ЕС Европейского парламента и Совета
по энергоэффективности, вносящая изменения в директивы 2009/125/ЕС и 2010/30/ЕС
и отменяющая директивы 2004/8/ЕС и 2006/32/ЕС.
Официальный J. Eur. Союз.
Аптон, Б., Майнер, Р., Спинни, М., Хит, Л.С., 2008. Парниковые газы и энергия
Влияние использования древесины вместо альтернатив в жилищном строительстве в
США.Биомасса Биоэнергетика 32, 1e10.
Геологическая служба США, 2014. Сводка по минеральным товарам. Геологическая служба США.
Van Damme, H., Houben, H., 2017. Земляной бетон. Пересмотрена стабилизация. Цем.
Конкр. Рез. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.02.035 в печати.
Wauhop, B., 1980. Отверждение бетонных блоков, исследование потребления энергии.
Отчет об исследовании. Национальная ассоциация бетонщиков, Херндон, Вирджиния, США.
Вайль М., Домбровски К., Бухавальд А., 2009. Анализ жизненного цикла геополимеров.
Геополимеры, структура, обработка, свойства и применение. Woodhead
Publishing Limited Abington Hall, Cambridge, стр. 194e210.
Уоррелл, Э., Прайс, Л., Мартин, Н., Хендрикс, К., Мейда, Л.
О., 2001. Выбросы углекислого газа
от мировой цементной промышленности. Анну. Преподобный Energy Environment. 26,
303e329.
Дж. Дамен и др. / Журнал чистого производства 171 (2018) 1622e16371636
техническое стекло | Британика
промышленное стекло , также называемое архитектурным стеклом , твердый материал, обычно блестящий и прозрачный на вид и обладающий высокой устойчивостью к воздействию природных элементов.Эти три свойства — блеск, прозрачность и долговечность — делают стекло предпочтительным материалом для таких предметов домашнего обихода, как оконные стекла, бутылки и лампочки. Однако ни одно из этих свойств по отдельности, ни все вместе они не достаточны и даже не необходимы для полного описания стекла. Согласно современным научным представлениям, стекло — это твердый материал, имеющий атомную структуру жидкости. Говоря более подробно, следуя определению, данному в 1932 году физиком У.Х.
Захариасен, стекло представляет собой протяженную трехмерную сеть атомов, образующих твердое тело, в котором отсутствует дальнодействующая периодичность (или повторяющееся упорядоченное расположение), типичное для кристаллических материалов.
Обычно стекло образуется при охлаждении расплавленной жидкости таким образом, что предотвращается упорядочение атомов в кристаллическое образование. Вместо резкого изменения структуры, которое происходит в кристаллическом материале, таком как металл, при его охлаждении ниже точки плавления, при охлаждении стеклообразующей жидкости происходит непрерывное застывание жидкости до тех пор, пока атомы практически не замерзнут. более или менее случайное расположение, подобное тому, которое они имели в жидком состоянии.И наоборот, при приложении тепла к твердому стеклу происходит постепенное размягчение структуры, пока оно не достигнет жидкого состояния. Это монотонно изменяющееся свойство, известное как вязкость, позволяет изготавливать стеклянные изделия в непрерывном режиме, при этом сырье расплавляется до однородной жидкости, доставляется в виде вязкой массы к формовочной машине для изготовления конкретного изделия, а затем охлаждается до твердого состояния.
и жесткое состояние.
В этой статье описаны состав и свойства стекла и его образование из расплавленных жидкостей.В нем также описываются процессы промышленного производства стекла и формовки стекла, а также рассматривается история производства стекла с древних времен. При этом основное внимание в статье уделяется составу и свойствам оксидных стекол, которые составляют основную часть товарного тоннажа стекла, а также традиционным методам производства стекла методом термоплавления или плавления стекла. Однако внимание также уделяется другим неорганическим стеклам и менее традиционным производственным процессам.
Подробное описание физики стеклообразного состояния см. в статье Аморфное твердое тело.Полное описание различных художественных применений стекла см. Витражи и изделия из стекла .
Составы стекла и применения
Из различных семейств стекла, представляющих коммерческий интерес, большинство основано на кремнеземе или диоксиде кремния (SiO 2 ), минерале, который в большом количестве встречается в природе, особенно в кварце и прибрежных песках.
Стекло, изготовленное исключительно из кварца, известно как кварцевое стекло или стекловидный кварц. (Его также называют плавленым кварцем, если он получен в результате плавления кристаллов кварца.) Кварцевое стекло используется там, где требуется высокая рабочая температура, очень высокая стойкость к тепловому удару, высокая химическая стойкость, очень низкая электропроводность и хорошая прозрачность для ультрафиолетового излучения. Однако для большинства стеклянных изделий, таких как контейнеры, окна и лампочки, основными критериями являются низкая стоимость и хорошая долговечность, и стекла, которые лучше всего соответствуют этим критериям, основаны на системе натрий-известь-кремнезем. Примеры этих стекол показаны в таблице Состав репрезентативных оксидных стекол.
| Состав репрезентативных оксидных стекол | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| оксидный ингредиент (проценты по массе) | ||||||
| стеклянная семья | стеклянная аппликация | диоксид кремния (SiO 2 ) | сода (Na 2 O) | известь (CaO) | глинозем (Al 2 O 3 ) | магнезия (MgO) |
| стекловидный кварц | печные трубы, кремниевые плавильные тигли | 100. 0 | — | — | — | — |
| натриево-известковый силикат | окно | 72,0 | 14.2 | 10,0 | 0,6 | 2,5 |
| контейнер | 74.0 | 15,3 | 5.4 | 1,0 | 3,7 | |
| лампочка и трубка | 73,3 | 16,0 | 5.2 | 1,3 | 3,5 | |
| посуда | 74..jpg) 0 | 18,0 | 7,5 | 0,5 | — | |
| боросиликат натрия | химическая посуда | 81,0 | 4,5 | — | 2.0 | — |
| свинцово-щелочной силикат | свинцовый «хрусталь» | 59.0 | 2.0 | — | 0,4 | — |
| телевизионная воронка | 54,0 | 6,0 | 3.0 | 2. 0 | 2.0 | |
| алюмосиликат | стеклянная галогенная лампа | 57.0 | 0,01 | 10,0 | 16,0 | 7,0 |
| стекловолокно «Е» | 52,9 | — | 17,4 | 14,5 | 4.4 | |
| оптический | «Корона» | 68.9 | 8,8 | — | — | — |
| оксидный ингредиент (проценты по массе) | ||||||
| стеклянная семья | стеклянная аппликация | оксид бора (В 2 О 3 ) | оксид бария (BaO) | оксид свинца (PbO) | оксид калия (К 2 О) | оксид цинка (ZnO) |
| стекловидный кварц | печные трубы, кремниевые плавильные тигли | — | — | — | — | — |
| натриево-известковый силикат | окно | — | — | — | — | — |
| контейнер | — | след | — | 0. 6 | — | |
| лампочка и трубка | — | — | — | 0,6 | — | |
| посуда | — | — | — | — | — | |
| боросиликат натрия | химическая посуда | 12.0 | — | — | — | — |
| свинцово-щелочной силикат | свинцовый «хрусталь» | — | — | 25,0 | 12,0 | 1,5 |
| телевизионная воронка | — | — | 23. 0 | 8,0 | — | |
| алюмосиликат | стеклянная галогенная лампа | 4.0 | 6,0 | — | след | — |
| стекловолокно «Е» | 9.2 | — | — | 1,0 | — | |
| оптический | «Корона» | 10.1 | 2,8 | — | 8.4 | 1,0 |
После кремнезема многие «натриево-известковые» стекла содержат в качестве основных компонентов соду или оксид натрия (Na 2 O; обычно получают из карбоната натрия или кальцинированной соды) и известь или оксид кальция (CaO; обычно полученный из обожженного известняка).
К этой основной формуле могут быть добавлены другие ингредиенты для получения различных свойств. Например, добавляя фторид натрия или фторид кальция, можно получить полупрозрачный, но не прозрачный продукт, известный как опаловое стекло. Еще одним вариантом на основе диоксида кремния является боросиликатное стекло, которое используется там, где требуется высокая стойкость к тепловому удару и высокая химическая стойкость, например, в химической посуде и автомобильных фарах. В прошлом посуда из свинцового «хрусталя» изготавливалась из стекла, содержащего большое количество оксида свинца (PbO), что придавало изделию высокий показатель преломления (отсюда блеск), высокий модуль упругости (отсюда звонкость, или «звонкость»). »), и большой рабочий диапазон температур.Оксид свинца также является основным компонентом стеклянных припоев или герметиков для стекол с низкими температурами обжига.
Другими стеклами на основе кремнезема являются алюмосиликатные стекла, которые занимают промежуточное положение между стекловидным кварцем и более распространенными натриево-известково-кремнеземными стеклами как по термическим свойствам, так и по стоимости; стекловолокна, такие как стекло E и стекло S, используемые в армированных волокном пластмассах и в теплоизоляционной вате; и оптические стекла, содержащие множество дополнительных основных компонентов.
Без кремнезема
Оксидные стекла не на основе кремнезема не имеют большого коммерческого значения.Как правило, это фосфаты и бораты, которые в некоторой степени используются в биорассасывающихся продуктах, таких как хирургическая сетка и капсулы с пролонгированным высвобождением.
Неоксидные стекла
Стекла из фторида тяжелых металлов
Из неоксидных стекол фторидные стекла тяжелых металлов (HMFG) имеют потенциальное применение в телекоммуникационных волокнах благодаря их относительно низким оптическим потерям. Однако они также чрезвычайно трудно формируются и имеют низкую химическую стойкость. Наиболее изученной ГМФГ является так называемая группа ZBLAN, содержащая фториды циркония, бария, лантана, алюминия и натрия.
Стекловидные металлы
Другой неоксидной группой являются стекловидные металлы, образованные высокоскоростной закалкой жидких металлов. Возможно, наиболее изученным стеклообразным металлом является соединение железа, никеля, фосфора и бора, которое имеется в продаже как Metglas (торговая марка).
Он используется в гибком магнитном экранировании и силовых трансформаторах.
Последний класс неоксидных, некристаллических веществ составляют халькогениды, которые образуются при сплавлении халькогенных элементов серы, селена или теллура с элементами V группы ( e.г., мышьяк, сурьма) и IV группа ( например, германий) таблицы Менделеева. Благодаря своим полупроводниковым свойствам халькогениды нашли применение в устройствах пороговой и запоминающей коммутации, а также в ксерографии. Родственным конечным членом этой группы являются элементарные аморфные твердые полупроводники, такие как аморфный кремний (a-Si) и аморфный германий (a-Ge). Эти материалы являются основой большинства фотогальванических приложений, таких как солнечные элементы в карманных калькуляторах. Аморфные твердые тела имеют жидкостный атомный порядок, но не считаются настоящими стеклами, потому что они не демонстрируют непрерывного перехода в жидкое состояние при нагревании.
В некоторых стеклах можно добиться определенной степени кристаллизации нормально случайной атомной структуры.
Стекловидные материалы, обладающие такой структурой, называются стеклокерамикой. Коммерчески используемая стеклокерамика — это стеклокерамика, в которой высокая плотность неориентированных кристаллов одинакового размера была достигнута в объеме материала, а не на поверхности или в отдельных областях. Такие продукты неизменно обладают прочностью, намного превышающей прочность исходного стекла или соответствующей керамики.Яркими примерами являются посуда для приготовления пищи Corning Ware (торговая марка) и зубные имплантаты Dicor (торговая марка).
В дополнение к стеклокерамике полезные изделия из стекла могут быть изготовлены путем смешивания керамических, металлических и полимерных порошков. Большинство продуктов, изготовленных из таких смесей или композитов, обладают свойствами, которые представляют собой комбинации свойств различных ингредиентов. Хорошими примерами композитных изделий являются пластмассы, армированные стекловолокном, для использования в качестве прочных эластичных твердых материалов, а также толстопленочные проводники, резисторы и диэлектрические пасты с заданными электрическими свойствами для упаковки микросхем.
В природе встречается несколько неорганических стекол. К ним относятся обсидианы (вулканические стекла), фульгариты (образованные ударами молнии), тектиты, найденные на суше в Австралазии, и связанные с ними микротектиты со дна Индийского океана, молдавиты из Центральной Европы и стекло Ливийской пустыни из западного Египта. Благодаря своей чрезвычайно высокой химической стойкости под водой композиции микротектита представляют значительный коммерческий интерес для иммобилизации или преобразования опасных отходов.
Границы | Проникновение водорода через стекло
Введение
Хотя гравиметрическая плотность энергии газообразного водорода (142 МДж кг -1 ) по крайней мере в три раза больше, чем у жидких углеводородов, таких как обычное топливо, его объемная накопительная емкость невелика (Schlapbach and Züttel, 2001). Сжатый водород в виде бортовых резервуаров и портативных устройств может предложить экономически эффективное и устойчивое краткосрочное решение для хранения водорода из-за его низкого воздействия на инфраструктуру и небольшого углеродного следа, связанного с эффективным производством водорода в его газообразном состоянии путем электролиза воды или расщепление воды.
Несмотря на общую привлекательность хранения газообразного водорода под давлением, остаются серьезные проблемы с выбором безопасных и легких герметизирующих материалов. Поскольку металлы подвержены охрупчиванию и растрескиванию материала значительно ниже своего начального предела текучести, а полимеры не могут обеспечить достаточно низкие скорости проникновения, оксидные стекла оказались многообещающими кандидатами для экономичного, безопасного и долгосрочного хранения водорода под давлением в микроконтейнерах. такие как полые микросферы и капилляры (Жеваго, 2016).Следовательно, использование стеклянных капиллярных решеток в последние годы привлекло прогрессивное внимание, не в последнюю очередь из-за хорошо налаженного производственного процесса (точные трубки для повторной вытяжки), но и из-за закрытых (сотовых) вариантов структурирования с полимерным покрытием в сочетании с быстрой дозаправкой. потенциала (Жеваго и Глебов, 2007; Holtappels et al., 2011; Prewitz et al., 2018).
Хранение сжатого водорода в стеклянных микроконтейнерах требует низкого проникновения через стенку контейнера и успешной разработки составов стекла, для которых произведение растворимости водорода на коэффициент диффузии минимально.
Кроме низкой проницаемости, следует учитывать высокие эксплуатационные характеристики стекла при горячем формообразовании, выражающиеся, в основном, в виде достаточной обрабатываемости и малой склонности к кристаллизации, а также при эксплуатации, где важна устойчивость к химическим процессам. перед внедрением новых композиций в приложения для хранения данных (Prewitz et al., 2018). Было показано, что в отношении проникновения доступность свободного объема сетевой структуры тесно связана с фундаментальными процессами миграции и растворимости.Для кварцевого стекла прогнозы, полученные на основе экспериментов по растворимости инертных газов в условиях окружающей среды (Shackelford and Masaryk, 1978; Nakayama and Shackelford, 1990), в режимах высокого давления (Shelby, 1976) и на основе моделирования молекулярной динамики (Chan and Elliott, 1991), приводят к логарифмически нормальное распределение интерстициальных сайтов размером от 0,1 до 0,4 нм. В соответствии с подходом свободного объема растворимость и диффузия газа пропорциональны доле общего промежуточного объема, которая связана с основной сетью и достаточно велика для заполнения (Shackelford, 2014).
Экспериментальные исследования, которые ограничиваются плавленым кварцем и коммерческими боросиликатными стеклами (Johnson and Burt, 1922; Barrer, 1934; Altemose, 1961; Lee et al., 1962; Laska and Doremus, 1969; Laska et al., 1969; Morimoto et al., 1992; Shelby, 1996; Kurita et al., 2002), щелочно-щелочноземельных силикатных стекол (Barton and Morain, 1970) и алюмоборосиликатных стекол (Ried et al., 2014) показывают, что изотермическая проницаемость может изменяться до на три порядка. Принципы, лежащие в основе взаимосвязи между составом стекла, доступным свободным объемом и проникновением водорода, до сих пор не ясны.Только недавно была предпринята первая попытка, ограниченная коэффициентом диффузии водорода, путем проведения различия между уменьшением свободного объема в модифицированных и полностью полимеризованных сетях (Welter et al., 2019).
В настоящей статье поднимается мысль о том, что минимизация доступного объема является разумной стратегией для предотвращения миграции и растворимости молекул водорода.
Таким образом, анализируется более широкая база данных, и особое внимание уделяется вкладу в уменьшение общего свободного объема в результате модификации сети за счет образования немостикового кислорода (NBO = кислород, который является частью тетраэдра, но не является общим с второй.Он образует ионные связи с модификаторами) и заполняет («наполняет») полимеризованные (не содержащие NBO) силикатные сетки путем введения структурообразователей с сбалансированным зарядом, таких как алюминиевые и борные тетраэдры.
Композиционная зависимость
Обычно проникновение молекул газообразного водорода через тонкую стенку (толщина d ) стеклянного капилляра или полого шара площадью A пропорционально произведению растворимости водорода на коэффициенты диффузии. Для стационарного состояния (направленный поток постоянен во времени для t ≥ d 2 /6 D ; Barrer, 1941) проникновение H 2 можно аппроксимировать с помощью первого закона Фика (Шелби, 1996):
dQdt=A∆pdP=A∆pdSD, (1)
, где dQ / dt — скорость проникновения (моль с −1 ), Δ p — перепад давления (Па) между внутренней и внешней поверхностью стенки и С; D, P — коэффициенты растворимости водорода (моль м −3 Па −1 ), диффузии (м 2 с −1 ) и проникновения (моль м −1 Па −1 с -1 ) соответственно.
Уравнение (1) предполагает закон Генри (физическое растворение), и что коэффициенты не зависят от концентрации. Растворимость, диффузионная способность и проницаемость сильно зависят от температуры. В узких диапазонах температур проницаемость подчиняется аррениусовской зависимости, которую можно выразить как:
P=P0exp(-EPRT), (2)
, где P 0 — максимальная проницаемость водорода при бесконечной температуре, также называемая константой проницаемости (моль·м −1 Па −1 с −1 ), E P — энергия активации (Дж моль -1 ) для проникновения, T — температура (K) и R — газовая постоянная (8.314 Дж моль -1 К -1 ). При анализе более широких диапазонов температур становится очевидной небольшая температурная зависимость энергии активации уравнения (2). В этих условиях зависимость газопроницаемости стекла от температуры лучше всего описана Шелби и Китоном (1974) и (Шелби, 1977а):
P=P0Texp(-EPRT) (3)
Цугава и др.
(1976) представили первую эмпирическую корреляцию между проникновением водорода и составом стекла. Они использовали аналогичный композиционный подход для проникновения гелия (Altemose, 1961), который был основан на обнаружении того, что для коммерческих боросиликатных стекол E P уменьшается с увеличением доли сеткообразователя, тогда как P 0 постоянна с составом.При этих ограничениях уравнение (2) имеет вид (Tsugawa et al., 1976):
P=8,1×10-14exp(-17 330-127,8GT), (4)
где P в единицах моль м -1 Па -1 с -1 и G — общая молярная доля (%) образующего сеть SiO 2 , P 2 O 5 , B 2 O 3 и Al 2 O 3 . Анализ имеющихся данных показывает, что уравнение (4) может служить лишь приблизительной величиной проникновения водорода через силикатные стекла (рис. 1).Здесь следует отметить, что P 0 и E P значительно различаются среди составов аналогичной фракции сеткообразователя.
Это открытие дает четкое доказательство того, что проницаемость, отражающая как растворимость, так и диффузионную способность, не определяется исключительно G . Хотя P 0 сильно рассеивается, на рисунке 1 видно, что P 0 и E P имеют тенденцию к уменьшению с увеличением G .
Рисунок 1 . Постоянная проницаемости P 0 (A) и энергия активации E P (B) проникновения водорода и дейтерия в зависимости от молярного процента проникновения сеткообразователей G. Данные: Бартон (Barton and Morain, 1970), Tsugawa (Tsugawa et al., 1976), Leiby (Leiby and Chen, 1960), Altemose (Altemose, 1961, 1962; Shelby, 1996), Norton (Norton, 1953), Баррер (Barrer, 1934), Джонсон (Johnson and Burt, 1922), Ли и др.(Lee et al., 1962), Ли (Lee, 1963), Массарик (Masaryk, 1968), Рид (Ried et al., 2014), Шелби (Shelby, 1974b, 1977a, 1996), Ласка (Laska et al.
, 1969) и Уолтерс (Walters, 1970). Пунктирная линия представляет композиционную зависимость Цугавы [уравнение (4)].
Для того, чтобы оценить, в какую степень растворимости S и диффузность D может вмешиваться в разные типы очков как P = SD и E P = E + E S , энергии активации для диффузии и растворимости, E D и E S , представлены на рис.Для этого были проанализированы данные по водороду, дейтерию и инертным газам для стекол, содержащих немостиковый кислород (НБО) и номинально не содержащих НБО. Поэтому степень деполимеризации в стеклах определяли для каждого состава по соотношению немостикового кислорода к тетраэдр-катионам (NBO/T). NBO/T рассчитывается с учетом молярного содержания оксидов, модифицирующих сетку, например, (Na 2 O + CaO + K 2 O + MgO) и всех оксидов, образующих сетку, например, (SiO 2 , Al 2 О 3 , В 2 О 3 ). Для коммерческих алюмоборосиликатных стекол можно предположить, что весь алюминий и бор четырехкратно координированы и стабилизированы ионами-модификаторами. Тогда NBO/T задается как:
NBOT=2(Na2O+K2O+MgO+CaO)-(Al2O3+B2O3)(SiO2+2Al2O3+2B2O3) (5)
В результате на рис. 2 показано различное поведение стекол, содержащих NBO, и стекол, не содержащих NBO. В случае стекол, содержащих NBO, энергия активации растворимости E S колеблется от -5 до +20 кДж моль -1 и диффузии E D 4 , 4 , 4 , от +25 до +50 кДж моль -1 .Однако никакой корреляции между E D и E S не наблюдается. Можно утверждать, что для растворения атомов или молекул газа требуется больше энергии активации, как в случае стекол без NBO. Для последнего E S имеет в основном отрицательное значение, варьируя от +5 до -20 кДж моль -1 , тогда как E D более сильно варьирует от +20 до +120 кДж3 моль −1 .
В отличие от стекол с NBO, для (NBO/T = 0) E D и E S коррелирует по
ES=2,773-0,197×ED (6)
( E s и E D в кДж моль -1 ), что свидетельствует об активности сходных фундаментальных (термически активируемых) процессов заселения и миграции газов. Однако отрицательное значение E S означает, что S уменьшается с температурой и что молекулы водорода, вероятно, растворяются в стеклах, не содержащих NBO.Это подразумевало бы более сильное взаимодействие стекло-газ. Уменьшение E S с увеличением G также может объяснить аналогичную тенденцию, показанную на рисунке 1B.
Рисунок 2 . Зависимость энергий активации растворимости E s и коэффициента диффузии E D для He, Ne, Ar, H 2 , свинца 4 , силикатов, D 2 силиката щелочи 4 , щелочно-щелочноземельные силикатные, боросиликатные, алюмоборосиликатные и алюмосиликатные стекла.
Данные: (Шелби, 1973, 1974а, 1996; Шелби и Иган, 1976; Рид и др., 2014).
Зависимость от свободного объема
Объемные свойства стекол можно определить по плотности и химическому составу. Во-первых, можно рассчитать молярный объем V M (в расчете на 1 моль атомов кислорода) как
VM= ∑ixiMiρ1∑ixini, (7)
где x i , M i и n i — соответственно молярная доля, молярная масса оксида i и число 2 90 атомов кислорода i с химической формулой A j O k .Во-вторых, V M можно использовать для определения общего свободного объема V свободного и ионной пористости IP (Carroll and Stolper, 1993). V свободный и IP — соответственно часть и доля молярного объема, не занятого отдельными атомами, которые определяются как:
Vfree= VM-∑ixiVi (8)
и
IP= 1-1VM∑ixiVi (9)
где V I = 4π = 4π = 4π = 4π N A A A (JRA3 + KRO3) / 3 представляет собой ионный объем оксид 2 I с химической формулой J O K .
N 2 2 A — это постоянная авогадро и R A , R , R O — это ионные радиусы, использующие, 66 PM (LI V ), 102 PM (NA VI ) , 151 пм (K VIII ), 166 (Rb X ), 188 пм (Cs XII ), 66 пм (Mg V ), 100 пм (Ca VI ), 118 05 пм (3r VI ), 142 пм (Ba VIII ), 74 пм (Zn VI ), 140 пм (Pb X ), 11 пм (B IV ), 39 пм (Al IV ), 26 м (Si IV ), 17 м (P IV ) и 135 м (O II ) (Shannon, 1976).
На рис. 3А показана изотермическая проницаемость молекул водорода/дейтерия при 473 К в зависимости от ионной пористости при этой температуре. Чтобы обеспечить анализ на более широкой основе данных, было включено проникновение атомов гелия (рис. 3B). В целом совершенно ясно, что проникновение гелия и водорода, по-видимому, следует ожидаемой тенденции, т.
е. очевидна положительная корреляция с ионной пористостью. С другой стороны, сеть с высокой связностью кажется более эффективной в снижении проницаемости, поскольку точки данных полностью полимеризованных сетевых структур (без NBO) в основном расположены в правой части заштрихованных областей на рисунке 3.
Рисунок 3 . Изотермическая проницаемость водорода/дейтерия (A) и гелия (B) в зависимости от ионной пористости. Данные взяты из составов, собранных Shelby (1996) (коммерческие кварцевые и боросиликатные стекла), Shelby (1973), Shelby (1974a), Shelby (1977b), Shelby and Lapp (1993), Lapp and Shelby (1997) (бинарные щелочные силикатные стекла), Ried et al. (2014) (алюмосиликатные и боросиликатные стекла), Tsugawa et al., 1976) (щелочно-щелочноземельные силикатные стекла), Shelby and Eagan (1976), Shelby (1977b), Welter et al.(2019), Марзок (2019) (алюмосиликатные стекла). Среднее значение для кварцевого стекла отмечено красной звездочкой.
Обратите внимание, что для расчета V M при 473 K были использованы доступные данные теплового расширения [SciGlass (http://www.akosgmbh.de/sciglass/sciglass.htm)].
Далее можно проанализировать, что проницаемость для атомов гелия выше, чем для молекул водорода. Оба набора данных сдвинуты примерно в 36 раз по отношению к среднему значению для кварцевого стекла (обозначено красной звездочкой на рис. 3).Вполне понятно, что это различие можно отнести к различию кинетического диаметра водорода, который примерно на 11% больше, чем у гелия d h3 = 298 пм (Chambers et al., 1998), d He = 260 пм (Matteucci et al., 2006).
Кроме того, наборы данных на Рисунке 3, кажется, следуют самоподобному шаблону (заштрихованные области), который будет использоваться для доступа к объемным зависимостям с помощью следующей концепции эталонной кривой.По этой причине безразмерные отношения (так называемая «приведенная проницаемость») рассчитывались для изотермических условий путем деления проницаемости на соответствующую величину 1 (H 2 /D 2 ) и 8,0 × 10 -16 моль м -1 Па -1 с -1 (He)] для кварцевого стекла.
Рисунок 4 показывает, что пониженная проницаемость снижается в полностью полимеризованных (не содержащих NBO) и деполимеризованных (содержащих NBO) стеклах до четырех с половиной порядков.Становится ясно, что заполнение сети катионами, компенсирующими заряд, в полностью полимеризованных сетях является жизнеспособным вариантом для значительного снижения водородопроницаемости. В частности, эти стекла благоприятны при сравнении их технологических свойств, поскольку они предлагают меньшую склонность к кристаллизации и более высокую обрабатываемость, чем композиции, содержащие NBO.
Рисунок 4 . Пониженная проницаемость P / P SiO2 по сравнению с ионной пористостью при 473 K.Серая заштрихованная область указывает на композиции, содержащие NBO. Данные: см. подпись к рисунку 3.
На рис. 5 представлена зависимость приведенной проницаемости от ионной пористости для полностью полимеризованных стекол и деполимеризованных стекол на отдельных рисунках.
Группирование стекол, не содержащих NBO, по образующим сеть (рис. 5А) показывает, что балансировка заряда тетраэдрического бора менее эффективна в снижении сниженной проницаемости. В частности, технические боросиликатные стекла способны снизить проницаемость кремнезема только в <100 раз.Напротив, когда тетраэдрический алюминий стабилизируется ионами-модификаторами, имеющиеся данные показывают, что пониженная проницаемость сильно снижается. Коэффициенты восстановления до 10 4,5 установлены для литиевых и натриевых алюмосиликатных стекол. Интересно отметить, что стабилизация смешанных сеткообразователей (алюмоборосиликатного стекла) приводит к промежуточному положению между боросиликатными и алюмосиликатными композициями. С другой стороны, если модификаторы сетки присутствуют в избытке, они деполимеризуют сетку и компенсируют заряды НБО вместо тетраэдрически координированных алюминия и бора.В этом случае уменьшение свободного объема, а вместе с ним и снижение приведенной проницаемости зависит от природы катиона-модификатора (рис.
5В). Катионы с высокой напряженностью поля, такие как Li + , которые сильно притягивают NBO, приводят к относительно небольшому снижению ионной пористости, но к относительно сильному снижению проницаемости, тогда как катионы с низкой напряженностью поля, такие как K + , Rb + и Cs + , которые менее эффективны для привлечения NBO, приводят к более сильному уменьшению свободного объема, но меньшему снижению проникновения.Композиционная зависимость становится более ясной, если следовать линиям изо-NBO/T. При NBO/T = 1 (в технике называемые дисиликатными композициями) можно обнаружить, что ионы лития уменьшают проницаемость в 30 000 раз, ионы натрия — в 1 800, а ионы калия — только в 250 раз по отношению к проницаемости через кварцевое стекло. На рис. 5В также показано, что для стекол, модифицированных Na + , которые включают флоат-стекло со смешанными модификаторами, имеющее большое техническое значение, зависимость приведенной проницаемости от ионной пористости лишь немного слабее, чем для бинарных литийсиликатных стекол.
Рисунок 5 . Пониженная проницаемость P / P SiO2 по сравнению с ионной пористостью полностью полимеризованных (A) и деполимеризованных (B) стекол при 473 K. Сплошные линии предназначены в качестве визуальных ориентиров для обозначения изменений состава боросиликатных стекол. (синие), алюмоборосиликатные стекла (оранжевые) и алюмосиликатные стекла (зеленые) в (А) , а также бинарные силикатные стекла цезия (синие), рубидия (красные), калия (желтые), натрия (пурпурные) , и литий (оранжевый) в (B) .Штрихпунктирные линии в части B показывают составы NBO/T = 0,25, 0,5 и 1. Черная стрелка из-за технической важности подчеркивает точку данных для натриево-известкового флоат-стекла. Данные: см. подпись к рисунку 3. Обратите внимание, что данные для стекол из чистого кварца, стекол из силиката титана и стекол из разбавленного силиката с матрицами, богатыми SiO 2 , не показаны.
Выводы
Анализ имеющихся данных показывает, что упрощенное предположение о влиянии либо ионной пористости, либо содержания модификатора сетки не позволяет предсказать водородопроницаемость силикатных стекол.Полностью полимеризованные (не содержащие NBO) стекла, наполненные ионами Li + и Na + для балансировки заряда, образующие тетраэдрический алюминий, а также деполимеризованные (содержащие NBO) силикатные стекла лития и натрия, оба в диапазоне от 50 до Ионная пористость 51,5%, по-видимому, обеспечивает низкую проницаемость для водорода, которая в 30 000 раз ниже, чем у кварцевого стекла. Это открытие указывает на то, что подключение к локальной сети может контролировать водородопроницаемость сильнее, чем ионная пористость.
Заявление о доступности данных
Наборы данных, созданные для этого исследования, доступны по запросу соответствующему автору.
Вклад авторов
TW, UM и SR подготовили рукопись. JD и RM внесли свой вклад в критический пересмотр и направление рукописи.
Финансирование
Авторы получили финансирование от Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) в виде грантов DE598/20 и MU963/11.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Каталожные номера
Альтемосе, В. О. (1962). Диффузия гелия через стекло. Вакуумная технология . 5:1.
Академия Google
Баррер, Р. М. (1934). Механизм активированной диффузии через кварцевое стекло. J. Chem. Соц . 136, 378–386. дои: 10.1039/jr9340000378
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Баррер, Р. М. (1941). Диффузия в твердых телах и через них . Кембридж: MacMillan Comp. 17–18.
Академия Google
Бартон, Дж.Л. и Морейн М. (1970). Диффузия водорода в силикатных стеклах. J. Некристалл. Тв. 3, 115–126.
дои: 10.1016/0022-3093(70)
-9
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Кэрролл, М. Р., и Столпер, Э. М. (1993). Растворимость инертных газов в силикатных расплавах и стеклах Новые экспериментальные результаты для аргона и взаимосвязь между растворимостью и ионной пористостью. Космохим. Геохим. Acta 57, 5039–5051. дои: 10.1016/0016-7037(93)
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Чемберс, А., Park, C., Baker, R.T.K., and Rodriguez, N.M. (1998). Хранение водорода в графитовых нановолокнах. J. Phys. хим. В 102, 4253–4256. дои: 10.1021/jp980114l
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Чан С.Л. и Эллиот С.Р. (1991). Теоретическое исследование статистики междоузлий кислородной подрешетки в стеклообразном SiO 2 . Физ. Ред. B 43, 4423–4432. doi: 10.1103/PhysRevB.43.4423
Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
Холтаппельс, К.
, Бекманн-Клюге, М., Гебауэр, М., и Элиезер, Д. (2011). Стойкость к давлению стеклянных капилляров для хранения водорода. Матер. Тестирование 53, 14–18. дои: 10.3139/120.110195
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Джонсон, Дж. Б., и Берт, Р. К. (1922). Прохождение водорода через кварцевое стекло. J. Опт. соц. Я . 6, 734–734. doi: 10.1364/JOSA.6.000734
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Курита Н., Фукацу Н., Оцука Х.и Охаси, Т. (2002). Измерения проникновения водорода через плавленый кварц и боросиликатное стекло при электрохимической накачке с использованием оксидного протонного проводника. Ионика твердого тела , 146, 101–111. doi: 10.1016/S0167-2738(01)00989-4
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Лапп, Дж. К., и Шелби, Дж. Э. (1997). Проникновение, диффузия и растворимость гелия в натриево-галлиосиликатных стеклах. Физ. хим. Очки 38, 256–259.
Академия Google
Ласка, Х.М. и Доремус, Р. Х. (1969). Влияние напряжения на проникновение гелия через боросиликатное стекло. J. Chem. Физ . 51, 1934–1938. дои: 10.1063/1.1672281
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Ласка, Х.М., Доремус, Р.Х., и Йоргенсен, П.Дж. (1969). Проникновение, диффузия и растворимость дейтерия в стекле Pyrex. J. Chem. Физ . 50, 135–137. дои: 10.1063/1.1670770
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Ли, Р.В. (1963). Диффузия водорода в природном и синтетическом плавленом кварце. J. Phys. Химия . 38, 448–455. дои: 10.1063/1.1733679
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Lee, R.W., Frank, R.C., and Swets, D.E. (1962). Диффузия водорода и дейтерия в плавленом кварце. J. Chem. Физ . 36, 1062–1071. дои: 10.1063/1.1732632
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Лейби, К.С.
, и Чен, К.Л. (1960). Коэффициенты диффузии, растворимости и проницаемости для He, Ne, H 2 и N 2 в Vycor Glass. J. Appl. Физ . 31, 268–274. дои: 10.1063/1.1735556
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Марзок, У. (2019). Растворимость натрийалюмосиликатных стекол. Лаб. Дж. Див. 5:6.
Академия Google
Масарик, Дж. С. (1968). Проникновение в плавленый кварц (магистерская диссертация), Калифорнийский университет, Беркли, Беркли, Калифорния, США.
Академия Google
Маттеуччи С., Ямпольский Ю., Фриман Б.Д. и Пиннау И. (2006). «Перенос газов и паров в стеклообразных и каучукообразных полимерах». in. Материаловедение мембран для разделения газов и паров , редакторы Ю. Ямпольский, Б. Д. Фриман и И. Пиннау (Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley and Sons), 1–47. doi: 10.1002/047002903X.ch2
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Моримото Ю.
, Игараши Т., Сугахара Х. и Насу С. (1992). Анализ газовыделения из стекловидного кварца. J. Некристалл. Твердые вещества 139, 35–46.doi: 10.1016/S0022-3093(05)80803-8
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Накаяма, Г.С., и Шакелфорд, Дж.Ф. (1990). Растворимость и диффузионная способность аргона в стекловидном кварце. J. Некристалл. Твердые вещества 126, 249–254. дои: 10.1016/0022-3093(90)
-8
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Нортон, Ф.Дж. (1953). Диффузия гелия через стекло. Дж. Ам. Керам. Соц . 36, 90–96. doi: 10.1111/j.1151-2916.1953.tb12843.x
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Превитц, М., Габер М., Мюллер Р., Маротцке К. и Холтаппельс К. (2018). Стеклянные капилляры и конструкции с полимерным покрытием для хранения водорода под высоким давлением: проницаемость и водородонепроницаемость. Междунар. Дж. Гидро. Энергия . 43, 5637–5644.
doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.12.092
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Рид П., Габер М., Мюллер Р. и Деубенер Дж. (2014). Водородная проницаемость бариево-алюмоборосиликатного стекла – методический подход. J. Некристалл.Твердые вещества 394–395, 43–49. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2014.04.006
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шакелфорд, Дж. Ф. (2014). Растворимость и диффузия газа в оксидных стеклах – последствия для форм ядерных отходов. Проц. Матер. Наука . 7, 278–285. doi: 10.1016/j.mspro.2014.10.036
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шакелфорд, Дж. Ф., и Масарик, Дж. С. (1978). Интерстициальная структура стекловидного кремнезема. J. Некристалл.Твердые вещества 30, 127–134. дои: 10.1016/0022-3093(78)
-3
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шеннон, Р. Д. (1976). Пересмотренные эффективные ионные радиусы и систематические исследования межатомных расстояний в галогенидах и халькогенидах.
Acta Кристаллогр. Разд. А 32, 751–767. дои: 10.1107/S0567739476001551
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1973). Влияние фазового разделения на миграцию гелия в натриево-силикатных стеклах. Дж. Ам. Керам. Соц . 56, 263–266. doi: 10.1111/j.1151-2916.1973.tb12484.x
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1974a). Диффузия и растворимость гелия в стеклах K 2 O-SiO 2 . Дж. Ам. Керам. Соц . 57, 260–263. doi: 10.1111/j.1151-2916.1974.tb10883.x
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1974b). Миграция гелия, дейтерия и неона в обычном боросиликатном стекле. J. Appl. Физ . 45, 246–2149. дои: 10.1063/1.1663560
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1976). Зависимость растворимости гелия и неона от давления в стекловидном кварце. J. Appl.
Физ . 47, 135–139. дои: 10.1063/1.322359
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1977a). Молекулярная диффузия и растворимость изотопов водорода в стекловидном кварце. J. Appl. Физ . 48, 3387–3394. дои: 10.1063/1.324180
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1977b). Миграция гелия в литийалюмосиликатных стеклах. J. Appl. Физ . 48, 1497–1502 гг. дои: 10.1063/1.323868
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э. (1996). Справочник по диффузии в твердых телах и расплавах . Чикаго, Иллинойс: ASM International.
Академия Google
Шелби, Дж. Э., и Иган, Р. Дж. (1976). Миграция гелия в натриево-алюмосиликатных стеклах. Дж. Ам. Керам. Соц . 59, 420–425. doi: 10.1111/j.1151-2916.1976.tb09509.x
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э., и Китон, С. К.
(1974). Температурная зависимость диффузии газа в стекле. J. Appl. Физ . 45, 1458–1460. дои: 10.1063/1.1663433
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Шелби, Дж. Э., и Лапп, Дж. К. (1993). Миграция гелия и дейтерия в щелочно-силикатных стеклах. Физ. хим. Очки 34, 227–231.
Академия Google
Цугава, Р.Т., Моэн, И., Робертс, П.Е., и Сауэрс, П.К. (1976). Проникновение гелия и водорода через лазерные мишени из стеклянных микросфер. J. Appl. Физ . 47, 1987–1993 гг. дои: 10.1063/1.322924
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Уолтерс, Л. К. (1970). Проницаемость гелия и дейтерия через боросиликатное стекло. Дж. Ам. Керам. Соц . 53, 288–289. doi: 10.1111/j.1151-2916.1970.tb12102.x
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Велтер, Т., Марзок У., Дойбенер Дж., Райнш С. и Мюллер Р. (2019). Коэффициент диффузии водорода в натрийалюмосиликатных стеклах.
J. Некристалл. Твердые вещества 521:119502. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2019.119502
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Жеваго, Н.К. (2016). «Другие методы физического хранения водорода», в Compendium of Hydrogen Energy , Vol. 2, ред. Р. Б. Гупта, А. Базиле и Т. Неджат Везироглу (Серия изданий Woodhead по энергетике), 189–218.дои: 10.1016/B978-1-78242-362-1.00008-0
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Жеваго Н.К., Глебов В.И. (2007). Хранение водорода в капиллярной решетке. Преобразователь энергии Управление . 48, 1554–1559. doi: 10.1016/j.enconman.2006.11.017
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google
Реакции — EVE University Wiki
Реакции — это процессы, посредством которых лунные руды и газы превращаются в промежуточные продукты, необходимые для производства Ускорителей, предметов/корпусов Т2 или предметов/корпусов Т3.Для каждой реакции требуется формула реакции, которая работает аналогично чертежам, но ее нельзя исследовать, копировать или изобретать.
Кроме того, реакции можно проводить только на перерабатывающих заводах, на которых установлен соответствующий реакторный модуль.
Процесс реакции
Реакторы могут быть оборудованы только на перерабатывающем заводе в солнечных системах с рейтингом безопасности 0,4 или ниже (т. е. не в пространстве с высоким уровнем безопасности). Реакторы бывают трех вариантов и поддерживают следующие типы реакций:
- Стоячий биохимический реактор I — позволяет вступать в реакцию космических сигнатурных газов k-пространства для создания химикатов, используемых в производстве ракет-носителей.
- Standup Composite Reactor I — позволяет проводить реакции с лунными рудами для создания материалов, необходимых как часть цепочки поставок производства T2.
- Standup Hybrid Reactor I — Поддерживает реакции с участием газов фуллерита w-space для создания промежуточных продуктов для производства предметов T3 и кораблей.
Эти реакторные модули можно оснастить для экономии материалов и времени с помощью установок Т1 или Т2, хотя следует отметить, что установки специфичны для типа модуля реактора, предоставляя бонусы только для этого типа реакции.
При поиске подходящего нефтеперерабатывающего завода посмотрите на вкладку «Производство» в окне «Промышленность» и наведите указатель мыши на предприятия, которые отображаются в столбце «Реакции». Ищите объект, который поддерживает (и в идеале дает бонусы) определенный тип реакции, которую вы хотите запустить.
Обратите внимание на индекс стоимости системы: он повлияет на стоимость работы. На этом снимке экрана объект имеет бонус, но не для гибридных реакций, хотя он может запускать гибридные реакции. Индекс стоимости системы для реакций рассчитывается на основе всех реакций, протекающих в системе нефтеперерабатывающего завода, а не только гибридных реакций.
Опять же, не забудьте взять формулы и материалы для реакции в структуру, которая способна запустить такую реакцию. Как правило, сооружения строятся так, чтобы принимать только один тип реакции, часто с бонусами для этого типа. Например, структура, способная запускать гибридные реакции, может не справиться с биохимическими или составными реакциями.
Внимательно посмотрите на результаты вашего браузера структур, прежде чем вести дорогие материалы через опасное пространство.
Процесс любой реакции выглядит следующим образом:
- Выберите формулу реакции
- Установить количество прогонов
- Установка местоположения входа и выхода
- Выберите правильный кошелек, если у вас есть доступ к нескольким
- Нажмите Старт
- По истечении времени выполнения нажмите «доставить»
Изображенная реакция создает эпоксидную смолу углерода-86 из фуллерита-C320, фуллерита-C32, зидрина и азотных топливных блоков.Это гибридная реакция. Формула реакции углеродных полимеров на картинке представляет собой составную реакцию, и возможно, что нефтеперерабатывающий завод, выполняющий работу с эпоксидной смолой углерода-86, не примет составную формулу.
Навыки
Соответствующие навыки для реакции следующие:
- Реакции (1x): сокращение времени реакции на 4 % в зависимости от уровня навыка. Уровень 3 необходим для гибридных полимерных реакций, необходимых для производства T3.
- Массовые реакции (2x): один дополнительный слот реакции на каждый уровень (из одного базового дозволенного слота).
- Продвинутые массовые реакции (8x): одна дополнительная ячейка реакции на уровень (максимум 11 с обоими навыками на 5).
- Удаленные реакции (3x): способность запускать или осуществлять реакции на расстоянии, 5 прыжков на уровень.
Уровень 3 необходим для гибридных полимерных реакций, необходимых для производства T3.Соответствующий навык Производство лекарств (2x) позволяет производить Бустеры с использованием интерфейса производства, а не интерфейса реакций.
Рентабельность
Некоторые части производственных процессов, описанных в этой статье, могут быть очень прибыльными, но, как это обычно бывает в системе крафта в EVE Online, игрок также может умудриться потерять иск.Игрокам настоятельно рекомендуется исследовать конкретные реакции, которые они рассматривают, прежде чем покупать формулы, сырье и т. д. Проверьте рыночные цены и связанные с этим затраты, чтобы определить, может ли реакция принести доход, или если она будет Будет выгоднее (и меньше проблем) просто продавать сырой газ или продукты из лунной руды.
Получение формул
Гибридные и комбинированные реакционные формулы засеяны на станциях NPC и могут быть приобретены во многих регионах Нового Эдема.Однако формулы биохимических реакций, используемые при производстве бустеров, не являются таковыми. Биохимические формулы можно получить в виде дропа с некоторых низкоуровневых космических сигнатурных объектов (с вражескими крысами) или с нулевого «Газового» объекта, который на самом деле является боевым сайтом с крысами и банками данных. См. Chemical Labs для получения списка сайтов, на которых может быть размещена биохимическая формула. Копии чертежей для превращения продуктов реакции в расходуемые бустеры можно купить за очки лояльности на станциях пиратских фракций.
Реакции гибридных полимеров
Это процесс, с помощью которого фуллеритовые газы, добытые в пространстве червоточины, превращаются в гибридные полимеры, которые сами могут быть преобразованы в компоненты гибридных технологий при производстве кораблей T3.
В дополнение к газам фуллерита для этих реакций также требуются топливные блоки соответствующего типа и минералы из стандартных астероидных руд.
После процесса реакции полученный гибридный полимер обычно будет иметь 40% или около того объема исходных материалов, в зависимости от точной реакции и бонусов ME предприятия.
Материалы
- Реакции полимеров представлены на рынке NPC в разделе Реакции > Реакции полимеров . Как и в случае с другими формулами реакции, их нельзя исследовать.
- Фуллериты добываются при добыче газовых площадок в w-пространстве. См. Фуллерены для более подробной информации. Фуллериты громоздки, и транспортировка больших количеств этих газов может стать проблемой.
- Минералы добываются при добыче стандартных руд (либо из месторождений руд в w-пространстве, либо из поясов астероидов в k-пространстве). По сравнению с производством Т2, для производства кораблей и подсистем Т3 требуется очень мало полезных ископаемых.
- . Они могут быть изготовлены из льда и товаров PI или куплены на рынке.
Также требуются топливные блоки
Формулы гибридных реакций
Гибридные реакции организованы следующим образом: в качестве исходных материалов требуется 100 единиц каждого фуллеритового газа, а также 5 соответствующих топливных блоков:
Биохимические реакции
Карта отрасли наркотиков. Производство улучшенных и сильнодействующих лекарств требует нескольких источников сырого газа.
Ускорители производятся из газа микосероцина и цитосероцина, собранного из облаков в космических сигнатурах, найденных в известном космосе. Эти подписи появляются только в определенных регионах Нового Эдема.См. «Туманности», чтобы узнать о некоторых известных местоположениях туманностей. Эти газы отличаются от фуллеритовых газов, найденных в червоточинах, которые используются для создания кораблей и подсистем T3.
Технологический газ
Перед созданием конечного продукта газ должен быть переработан в чистый вспомогательный материал.
Это делается с помощью реакторов на нефтеперерабатывающем заводе.
В чистых ускорителях используются простые биохимические реакции в стоячем биохимическом реакторе I. Помимо газа, для реакций также требуется дополнительный блок, который зависит от класса ускорителя.Реакции синтеза используют газы микосероцина и потребляют мусор, в то время как стандартные реакции используют газы цитосероцина и потребляют воду. Улучшенные реакции дают 12 единиц продукта при использовании 20 единиц спирта или кислорода, плюс два стандартных ввода по 15 единиц и 5 топливных блоков, в зависимости от конкретного продукта. Сильные реакции также производят 12 единиц, требующих 20 единиц соляной кислоты, плюс 12 единиц улучшенного материала, 15 единиц стандартного материала и 5 топливных блоков. Необъяснимо, что формула реакции Pure Strong Frentix Booster требует 100 единиц соляной кислоты.
Схема биохимических реакций справа нарисована для стандартных бустеров с использованием газов цитосероцина.
Схема в основном такая же, как при использовании газа микосероцина для создания синтетических бустеров, за исключением того, что нет синтетических бустеров «улучшенного» или «сильного» класса. Только стандартные бустерные материалы могут быть дополнительно усовершенствованы для создания бустерных материалов более высокого качества.
Создание бустера
Расходуемые бустеры создаются как обычное производственное задание в отраслевом окне.Это не имеет требований к безопасности и может быть выполнено в пространстве с высоким уровнем безопасности. Для производства конечного продукта-бустера требуется чистый материал-носитель желаемого качества, мегацит и соответствующий чертеж.
Подробнее о производстве и использовании бустеров и церебральных ускорителей см. в отдельной статье о медицинских бустерах.
Композитные реакции
Компоненты изготавливаются из лунной руды и используются в производстве Т2. Основная процедура выглядит следующим образом:
- Этап 1: Необработанная лунная руда перерабатывается в основные лунные материалы (и некоторые стандартные астероидные минералы).
- Этап 2: Лунные материалы реагируют вместе с использованием соответствующих топливных блоков в композитном реакторе с образованием промежуточных материалов.
- Этап 3: Композитные материалы образуются в результате реакций с участием нескольких промежуточных ингредиентов, опять же с использованием правильных топливных блоков в композитном реакторе.
- Шаг 4. Затем производятся усовершенствованные компоненты, как и в любом стандартном производственном процессе T1, с использованием композитных материалов в качестве исходных материалов.
Промежуточные материалы
Реакции промежуточных материалов производят 200 единиц продукта, потребляя по 100 единиц каждого требуемого сырья плюс 5 соответствующих топливных блоков.Реакции промежуточных материалов организованы следующим образом (обратите внимание: Нерафинированные вариации используются как способ преобразования одной лунной слизи в другую, хотя преобразование не очень эффективно, и из-за их редкого использования они удалены из таблицы):
Композитные материалы
Композитные материалы выпускаются в вариантах Amarr, Caldari, Gallente и Minmatar со значком, окрашенным в соответствии с расой, к которой они обычно (но не всегда) «принадлежат».
Как и для промежуточных составных реакций, требуется 100 единиц каждого входа плюс соответствующие 5 топливных блоков.Однако производимые единицы различаются, и для некоторых композитных материалов требуется три или четыре различных промежуточных материала вместо двух обычных. Сложные реакции организованы следующим образом:
Справочные таблицы реакций
Помимо простой продажи сырого газа или материалов, полученных при переработке лунных руд, можно было бы использовать реакции в надежде, что дополнительная прибыль перевесит затраты, риск перевозки и необходимое время. Каждый из трех различных типов реакции в игре состоит из нескольких шагов, а спагетти-организация ввода и вывода формулы может быть очень запутанной.Таблицы и пояснения, представленные выше, могут быть полезны для игроков, стремящихся использовать реакции в своей повседневной игре. Однако в качестве руководства для тех, кто плохо знаком с реакциями, приводятся следующие справочные таблицы, чтобы разобраться в этом хаосе.
Стол для биохимических материалов
Газы, собранные из космических аномалий k-пространства, будут либо цитосероцином, либо микосероцином с префиксом цвета. Ниже представлена очень упрощенная таблица, обобщающая первый этап реакционного процесса производства бустера.
Для цитосероцинов введите 20 единиц газа, плюс 20 единиц воды, а также 5 топливных блоков. На выходе реакции будет 15 единиц материала Pure Standard. Для микосероцинов введите 40 единиц газа, плюс 40 единиц мусора, а также 5 топливных блоков. На выходе получится 30 единиц материала Pure Synth.
Например, игрок, владеющий янтарным микосероцином, должен оценить формулу реакции Synth Blue Pill Booster (или попросить коллегу одолжить ее) и убедиться, что стоимость 20 единиц газа, 20 единиц вода и 5 топливных блоков будут меньше, чем цена продажи 15 единиц материала Pure Synth Blue Pill Booster.
Стол для гибридных материалов
Вы, ниндзя, вытащили несколько случайных фуллеритов из найденной вами червоточины и выжили, чтобы рассказать об этом? Отличная работа! Вы можете продать газ или превратить его в нечто более ценное.
Вооружившись информацией из следующей таблицы, проверьте цены на вашем любимом рыночном центре.
Где аббревиатуры газовых червоточин:
- BP = Бесплодный периметр
- BF = Границы Изобилия
- IC = Инструментальное ядро
- MP = Малый периметр
- OP = обычный периметр
- SP = Большой периметр
- TP = Периметр токена
- ВК = жизненно важное ядро
- ВФ = Обширная граница
Стол для композитных материалов
Для тех, кому удобно добывать обычную астероидную руду, переработка добытой лунной руды дает восхитительное изобилие полезных ископаемых, а также кучу странных побочных продуктов.Со временем все эти продукты Evaporite накапливаются неприглядным образом, забивая пространство в ангаре. Почему бы не превратить их в композитные материалы? Рынок может платить за них больше, чем за основные материалы для переработки. Для справки, буквы в следующей таблице соответствуют типу требуемого топливного блока (например, He = Helium).