[发明专利]空心玻璃微珠的体积破碎率与质量破碎率的转换方法

说明书

一种空心玻璃微珠的体积破碎率与质量破碎率的转换方法，其特征在于，包括如下步骤：测定空心玻璃微珠样品初始密度ρ₁；测定空心玻璃微珠球壳密度ρ_g；测定加等静压强后样品的密度ρ₂；其在一定等静压强度下空心玻璃微珠的体积破碎率N_f，结果用百分数(％)表示：式中：V₁—所取空心玻璃微珠样品初始体积；V₂—所取空心玻璃微珠样品加等静压后的体积；V_g—所取空心玻璃微珠样品全部破碎后的球壳体积。本发明的方法测算结果比传统的空心玻璃微珠抗等静压强度下的质量破碎率测试结果更为准确，并且测算方法简单，有对比性，为空心玻璃微珠行业提供了其抗等静压强度下两种破碎率的对比依据。

技术领域

本发明涉及空心玻璃微珠的破碎率转换方法，尤其涉及一种空心玻璃微珠抗等静压强度下体积破碎率与质量破碎率的转换计算方法。

背景技术

空心玻璃微珠是一种尺寸微小的空心玻璃球，具有质轻、绝热、隔音、耐高低温、电绝缘性和热稳定性好、耐腐蚀等优点，其密度一般在0.1-0.7g/cm³，粒径范围一般为5-200μm。空心玻璃微珠可以在树脂中作为一种新型填充材料，广泛应用于深海浮力材料、绝热保温材料等；还可以用来生产低密度水泥浆、钻井液等，解决深层固井、钻井的难题；还可作为特殊功能材料，航空航天烧蚀材料、贮氢材料、电磁屏蔽材料等，有着广泛的应用前景。

空心玻璃微珠应用于某些领域时，必须具有一定的强度，如作为主要减轻材料用于低密度水泥浆，如利用空心玻璃微珠配置的1.4g/cm³水泥浆其井底抗压强度大于等于14MPa/24h，如果空心玻璃微珠达不到所要求的抗压强度，就会发生变形、破碎，质量破碎率超过一定范围就会导致水泥浆的密度增大，强度发生变化等，继而可能导致固井失败；如用于固体浮力材料，空心玻璃微珠复合其它树脂使用，通过抽真空浇注等方法制备成固体浮力材料，使用时将受到拉伸、压缩、剪切、弯曲、冲击等负荷的作用，材料在深海环境中还将受到全方位的静水压强度(水深每增加100m，水压增加1MPa)，在实际应用过程中，一般考察固体浮力材料在规定的静水压下保压一段时间(如24h后)材料的形变率和吸水率，这就要求空心玻璃微珠在一定等静压下的体积破碎率要低；所以必须具有较高抗压强度的空心玻璃微珠才可应用于本领域。因此，空心玻璃微珠的抗等静压强度成为实际应用中最关键的性能指标之一。

抗等静压强度是表征空心玻璃微珠性能的关键重要指标之一，但不同行业使用空心玻璃微珠，其关心某一等静压强度下破碎率的体现点不一样。例如：深海用固体浮力材料方面通常要求某一型号(如密度为0.38g/cm³)的空心玻璃微珠在某一等静压强度(27.6MPa)下其体积破碎率不大于20％；而石油固井方面，油井水泥用空心玻璃微珠通常要求某一型号(如密度为0.47g/cm³)的空心玻璃微珠在某一等静压强度(20.0MPa)下其质量破碎率不大于5％。

发明内容

本发明旨在弥补现有技术的不足，提供一种克服已有技术关于空心玻璃微珠抗等静压强度下质量破碎率测定方法有偏差的缺陷，并且为空心玻璃微珠行业提供了其抗等静压强度下体积破碎率和质量破碎率的对比依据。

为了达成上述目的，提供了一种空心玻璃微珠的体积破碎率与质量破碎率的转换方法，其特征在于，包括如下步骤：测定空心玻璃微珠样品初始密度ρ₁；测定空心玻璃微珠球壳密度ρ_g；测定加等静压强后样品的密度ρ₂；其在一定等静压强度下空心玻璃微珠的体积破碎率N_f，结果用百分数(％)表示：式中：V₁—所取空心玻璃微珠样品初始体积；V₂—所取空心玻璃微珠样品加等静压后的体积；V_g—所取空心玻璃微珠样品全部破碎后的球壳体积。

一些实施例中，破损的空心玻璃微珠质量与未加压前空心玻璃微珠的质量比为质量破碎率N_w，结果用百分数(％)表示：