Перлит структура: Что такое пластинчатый перлит?

Данному виду отжига подвергают заэв-тектоидную и эвтектоидную сталь с целью устранения пластинчатого перлита и сетки цементита и получения структуры зернистого перлита. Заэвтектоидная сталь со структурой зернистого перлита обладает, по сравнению со сталью с пластинчатым перлитом, большей пластичностью и лучшей обрабатываемостью на станках.

Для получения зернистого перлита заэвтектоидную сталь нагревают до температур в интервале превращений, т. е. между критическими точками Асх и Аст (между линиями SK и SE диаграммы железо — цементит). Обычно сталь нагревают немного выше точки Асх — до 740—760° С. При нагреве до такой температуры происходит превращение в аустенит только перлита, а цементит остается и образуется структура цементит + аустенит. При последующем медленном охлаждении (со скоростью 20—60° в час до 700—650° С с дальнейшим охлаждением на воздухе) из аустенита образуется феррито-цементитная структура с зернистой формой цементита — зернистый перлит.

В связи с тем что при данном виде отжига происходит неполная перекристаллизация и образуется зернистый перлит, этот вид отжига и называется неполным отжигом или отжигом на зернистый перлит, а также иногда называется сфероидизацией, так как получается зернистая (сфероидальная) форма цементита.

Для облегчения образования зернистого перлита нагрев (до 740— 760° С) и охлаждение (до 700—650° С) повторяют несколько раз. Такой отжиг называется маятниковым или циклическим. Облегчение образования зернистого перлита при маятниковом отжиге достигается тем, что образовавшиеся зерна цементита при первом охлаждении являются дополнительными центрами кристаллизации при втором охлаждении и т. д.

Доэвтектоидные стали неполному отжигу подвергают очень редко. Это объясняется тем, что в связи с неполной перекристаллизацией (только одного перлита) не происходит измельчения всей структуры (феррит не подвергается перекристаллизации), и в результате структура и свойства стали получаются хуже, чем после полного отжига.

Что такое перлит? Универсальные свойства и применение перлита, перлитоцементных плит

Перлит – горная порода, разновидность вулканического стекла с относительно высоким содержанием воды.

По составу перлит соответствуют кислым лавам — липаритам, дацитам и др.

Содержит до 3—6% конституционной (связанной) воды.

В процессе промышленной обработки путём быстрого нагревания до температуры порядка 1 100-1 150 °С связанная вода переходит в парообразное состояние образуя мелкие пузырьки, тем самым вспучивает породу наподобие поп-корна. Объём при этом увеличивается в 5-15 раз. Влага испаряется, микропоры заполняются воздухом, благодаря которому перлит приобретает свою белую окраску. Именно большим содержанием воздуха объясняются  уникальные свойства вспученного перлита.

Регулирование свойств вспученного перлита осуществляется двухступенчатым обжигом.

На первом этапе дробления до нужной крупности сырой перлит поступает в печь предварительного обжига и прогревается в течение строго установленного времени. Что происходит с перлитом? При таком нагревании из перлита уходит лишняя вода. Получается прогретое маловодное стекло. Оно содержит столько воды, сколько необходимо для вспучивания.

Затем наступает второй этап. Прогретое уже маловодное стекло поступает в печь вспучивания, в которой температура более высокая, чем в первой (температуру устанавливают в соответствии с требованиями к массе перлита). Поверхность массы перлита размягчается. Вокруг еще не нагретой центральной части образуется оболочка, которая не пропускает газов (паров воды). При дальнейшем нагреве из стекла удаляют остатки паров воды. Они не могут пробиться через вязкую размягченную оболочку и раздувают (вспучивают) ее. В результате получается перлитовый песок с замкнутыми порами. Можно получить еще более легкий перлит. Для этого в стекле перед вспучиванием оставляют больше воды. Нагревают его более интенсивно, в результате увеличивается размер пор.

Универсальность перлита

Вспученные зёрна перлита имеют небольшую объёмную массу (70—600 кг/м3), что позволяет использовать их в виде песка или щебня, в качестве заполнителя лёгких бетонов в теплоизоляционных изделиях (перлитобитумных, перлитосиликатных, перлитокерамических и др.).

Для перлитовой породы характерна черная, зеленая, красно-бурая окраска различных тонов и концентрически-скорлуповатое строение (перлитовая структура) с ядрами, состоящими из идеальных по форме шариков (перлы)

Перлит обладает высокой пористостью, малой плотностью, низкой теплопроводностью и значительной температуростойкостью.  Это биологически стойкое, инертное, негорючее, экологически чистое вещество.

В зависимости от формы различают перлит пластинчатый (основной вид перлита; обе фазы имеют форму пластинок) и зернистый (округлые зёрнышки, цементита располагаются на фоне зёрен феррита).

С увеличением переохлаждения растет число колоний перлита, то есть участков с однообразной ориентацией пластинок феррита и цементита (карбидов), а сами пластинки становятся более тонкими.

Механические свойства перлита зависят в первую очередь от межпластиночного расстояния (суммарная толщина пластинок обеих фаз): чем оно меньше, тем выше значение предела прочности и предела текучести и ниже критическая температура хладноломкости.

При перлитной структуре облегчается механическая обработка стали. Дисперсные разновидности перлита иногда называют сорбитом и трооститом.

Перлитоцементные плиты

Песок перлитовый – в качестве заполнителя в штукатурных растворах, а том числе при изготовлении огнестойких растворов и обмазок, в металлургическом производстве при разливе стали и для засыпки кислородных блоков, в качестве рыхлящей тепло- и водоудерживающей добавки для тяжелых почв, в качестве наполнителя и добавок при производстве линолеума, красок, резиновых изделий, антикоррозийных покрытий, при фильтрации различных жидкостей, в качестве добавок в чистящие составы, в качестве сорбента.

Перлит как и вермикулит применятся для выращивания цветочной и других видов рассад, для хранения корнеплодов и т.п.

Столь широкая область применения вспученного перлита свидетельствует о его высоких физико-технических свойствах.

Купить изделия из перлита по выгодным ценам Вы можете в нашей Компании. Также у нас представлен широкий ассортимент огнеупорной продукции, с которой Вы можете ознакомиться на сайте.

Перлит и вермикулит. Преимущества и применение.

Продолжая тему субстратов для выращивания, сегодня расскажем о двух природных минералах, нашедших свое место в домашнем садоводстве – перлит и вермикулит.

Описание и происхождение

Перли́т (фр. perlite, от perle – жемчуг) – горная порода вулканического происхождения. На кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения лавы формируется вулканическое стекло – обсидиан. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образуется перлит. Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая структура, по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском.

Вермикули́т (от лат. vermiculus – червячок) – минерал из группы гидрослюд, имеющих слоистую структуру. Представляет собой крупные пластинчатые кристаллы золотисто-жёлтого или бурого цвета. При нагревании из пластинок образуются червеобразные столбики золотистого или серебристого цвета с поперечным делением на тончайшие чешуйки (вспученный вермикулит). Обожженные массы вермикулита свободно плавают на поверхности воды.

Полезные свойства перлита и вермикулита

1. Оба субстрата обладают высокой впитывающей способностью: перлит способен впитать жидкости до 400% собственного веса, а вермикулит – аж до 530%. Поэтому их добавление в почвесмеси формирует оптимально влажную среду для питания корней растений.
2. Оптимизируют воздухообмен почвы. Содействуя ее рыхлости, эти сусбтратные компоненты обеспечивают доступ кислорода и азота из воздуха к корням растений, что благоприятно сказывается на развитии корневой системы и росте растения в целом.
3. Биологически стойки: не подвергаются разложению и гниению под действием микроорганизмов, не являются благоприятной средой для насекомых и грызунов. При добавлении перлита и/или вермикулита в почву, сдерживается развитие в ней вредителей, плесени, грибов.
4. Химически инертны – нейтральны к действию щелочей и слабых кислот.
5. Защищают растения от чрезмерного перегрева и переохлаждения. Обладая низкой теплопроводностью, структура перлита обеспечивает стабилизацию температурного режима почвы в случаях резкого изменения погодных условий.
6. Перлит и вермикулит являются экологически чистым и стерильным материалом, не токсичны, не содержат тяжелых металлов./li>

Как вы видите, перлит и вермикулит обладают схожими свойствами, однако вермикулит в силу своего чешуйчатого строения обладает лучшими аэрационными свойствами, чем перлит. А еще вермикулит, опять же в отличие от перлита, способен к ионному обмену – на поверхности его гранул задерживаются питательные элементы удобрений, которые отдаются постепенно, с учетом нужд растений, чьи корни имеют такую же высокую способность к ионному обмену. Это создает благоприятный климат для питания корневой системы.

Поэтому целесообразно сочетать перлит и вермикулит – первый удерживает влагу, но не задерживает питательные вещества, второй же имеет высокие аэрационные свойства и играет роль маленькой «кладовой», где могут храниться питательные вещества, которые пока не нужны растению, но обязательно понадобятся.

Купить перлит и вермикулит

Применение перлита и вермикулита

• В чистом виде – для укоренения черенков, проращивания семян и выращивания рассады. Так как оба субстрата не пригодны для жизни микроорганизмов и грибов, то это предотвращает появление различных гнилей и заболеваний, что особенно важно на первом этапе развития растений.
• Как самостоятельный гидропонный субстрат. Распространенный вариант применения – смешать перлит и вермикулит в пропорции 50/50.
• Вносится в состав почвенных смесей в различных пропорциях, повышая их пористость, рыхлость и нормализуя влажность. В процентном соотношении доля перлита/вермикулита может варьироваться от 10% до 50%. Это зависит от характеристик используемого почвогрунта. Если это легкие почвы (например, из верхового торфа), то процент перлита вермикулита может быть меньше, так как почва уже достаточно «дышащая», но требует повышения влагоемкости. Если же у вас плотный жирный чернозем, то высокая доля перлита/вермикулита сделает ее более легкой и воздухопроницаемой.
• Применяется для хранения корневищ, луковиц и клубней. В результате сохранения оптимального теплового баланса и нормального газообмена луковицы не гниют, не развивается грибок и прочие заболевания.

Пара хитростей «под занавес»

Перлит можно использовать для регулирования режима влажности в оранжереях и теплицах. Поместите перлит на плоские противни слоем 8-10 см и залейте водой. Вода с поверхности перлита будет испаряться постепенно, и эффект будет не так мимолетен, как после опрыскиваний. Если уровень влажности необходимо понизить, то противни с сухим перлитом легко справятся с поставленной задачей.

Мелкий перлитовый песок сильно пылит, что неблагоприятно сказывается на легких и глазах. Поэтому перед использованием перлит следует смочить водой из распылителя, а работать с ним лучше в респираторе или маске. При попадании пыли в глаза их обильно промывают водой.

Имейте в виду, излишнее добавление вермикулита может привести к увеличению кислотности почвы, так как он обладает слабощелочной реакцией.

Узнать цену на перлит и вермикулит

Продолжая тему субстратов для выращивания, сегодня расскажем о двух природных минералах, нашедших свое место в домашнем садоводстве – перлит и вермикулит.

Описание и происхождение

Перли́т (фр. perlite, от perle – жемчуг) – горная порода вулканического происхождения. На кромке потока лавы, в местах первичного соприкосновения магматических расплавов и земной поверхности, в результате быстрого охлаждения лавы формируется вулканическое стекло – обсидиан. В дальнейшем подземные воды проникают сквозь обсидиан, происходит его гидратация и образуется перлит. Для перлита характерна мелкая концентрически-скорлуповатая структура, по которой он распадается на округлые ядра (перлы), напоминающие жемчужины с характерным блеском.

Вермикули́т (от лат. vermiculus – червячок) – минерал из группы гидрослюд, имеющих слоистую структуру. Представляет собой крупные пластинчатые кристаллы золотисто-жёлтого или бурого цвета. При нагревании из пластинок образуются червеобразные столбики золотистого или серебристого цвета с поперечным делением на тончайшие чешуйки (вспученный вермикулит). Обожженные массы вермикулита свободно плавают на поверхности воды.

Полезные свойства перлита и вермикулита

1. Оба субстрата обладают высокой впитывающей способностью: перлит способен впитать жидкости до 400% собственного веса, а вермикулит – аж до 530%. Поэтому их добавление в почвесмеси формирует оптимально влажную среду для питания корней растений.
2. Оптимизируют воздухообмен почвы. Содействуя ее рыхлости, эти сусбтратные компоненты обеспечивают доступ кислорода и азота из воздуха к корням растений, что благоприятно сказывается на развитии корневой системы и росте растения в целом.
3. Биологически стойки: не подвергаются разложению и гниению под действием микроорганизмов, не являются благоприятной средой для насекомых и грызунов. При добавлении перлита и/или вермикулита в почву, сдерживается развитие в ней вредителей, плесени, грибов.
4. Химически инертны – нейтральны к действию щелочей и слабых кислот.
5. Защищают растения от чрезмерного перегрева и переохлаждения. Обладая низкой теплопроводностью, структура перлита обеспечивает стабилизацию температурного режима почвы в случаях резкого изменения погодных условий.
6. Перлит и вермикулит являются экологически чистым и стерильным материалом, не токсичны, не содержат тяжелых металлов./li>

Как вы видите, перлит и вермикулит обладают схожими свойствами, однако вермикулит в силу своего чешуйчатого строения обладает лучшими аэрационными свойствами, чем перлит. А еще вермикулит, опять же в отличие от перлита, способен к ионному обмену – на поверхности его гранул задерживаются питательные элементы удобрений, которые отдаются постепенно, с учетом нужд растений, чьи корни имеют такую же высокую способность к ионному обмену. Это создает благоприятный климат для питания корневой системы.

Поэтому целесообразно сочетать перлит и вермикулит – первый удерживает влагу, но не задерживает питательные вещества, второй же имеет высокие аэрационные свойства и играет роль маленькой «кладовой», где могут храниться питательные вещества, которые пока не нужны растению, но обязательно понадобятся.

Купить перлит и вермикулит

Применение перлита и вермикулита

• В чистом виде – для укоренения черенков, проращивания семян и выращивания рассады. Так как оба субстрата не пригодны для жизни микроорганизмов и грибов, то это предотвращает появление различных гнилей и заболеваний, что особенно важно на первом этапе развития растений.
• Как самостоятельный гидропонный субстрат. Распространенный вариант применения – смешать перлит и вермикулит в пропорции 50/50.
• Вносится в состав почвенных смесей в различных пропорциях, повышая их пористость, рыхлость и нормализуя влажность. В процентном соотношении доля перлита/вермикулита может варьироваться от 10% до 50%. Это зависит от характеристик используемого почвогрунта. Если это легкие почвы (например, из верхового торфа), то процент перлита вермикулита может быть меньше, так как почва уже достаточно «дышащая», но требует повышения влагоемкости. Если же у вас плотный жирный чернозем, то высокая доля перлита/вермикулита сделает ее более легкой и воздухопроницаемой.
• Применяется для хранения корневищ, луковиц и клубней. В результате сохранения оптимального теплового баланса и нормального газообмена луковицы не гниют, не развивается грибок и прочие заболевания.

Пара хитростей «под занавес»

Перлит можно использовать для регулирования режима влажности в оранжереях и теплицах. Поместите перлит на плоские противни слоем 8-10 см и залейте водой. Вода с поверхности перлита будет испаряться постепенно, и эффект будет не так мимолетен, как после опрыскиваний. Если уровень влажности необходимо понизить, то противни с сухим перлитом легко справятся с поставленной задачей.

Мелкий перлитовый песок сильно пылит, что неблагоприятно сказывается на легких и глазах. Поэтому перед использованием перлит следует смочить водой из распылителя, а работать с ним лучше в респираторе или маске. При попадании пыли в глаза их обильно промывают водой.

Имейте в виду, излишнее добавление вермикулита может привести к увеличению кислотности почвы, так как он обладает слабощелочной реакцией.

Узнать цену на перлит и вермикулит

Молодежная, 6 Москва,

Комментарии

Стань первым, кто оставил комментарий к этой статье

Перли состав и структура – Справочник химика 21

    Свойства чугуна зависят от формы входящего в его состав графита, а также от структуры металлической основы (перлит, феррит, мартенсит и т. д.). Обычно в сером чугуне графит выделяется в виде пластинок, поэтому при растяжении или [c.139]

    При т-ре ниже эвтектоидной (723° С) аустенит превращается в перлит. Следовательно, при комнатной т-ре. Л. состоит из цементита и перлита (рис.). Наличие твердого и хрупкого цементита в структуре Л. исключает возможность обработки давлением чугунов, в состав к-рых входит Л. Стали ледебуритного класса содержат относительно небольшое количество Л., и поэтому их можно подвергать горячей обработке давлением. При ковке ледебуритных сталей включения эвтектического карбида дробятся, принимая вид зерен, равномерно распределенных в металлической основе. [c.697]

    Модифицирующие материалы вводят (0,1—0,8, иногда до 1%) в жидкий чугун, вследствие чего улучшаются форма и распределение графита, структура металлической основы и, следовательно, повышаются его мех. св-ва. У серого модифицированного чугуна перлитная (см. Перлит в металловедении) или сорбитная (см. Сорбит) металлическая основа с мелким, завихренным, равномерно распределенным графитом пластинчатой формы. У модифицированных высокопрочных и ковких чугунов может быть ферритная основа (см. Феррит), у них высокие пластические св-ва. Структура легированных и термически обработанных М. ч.— бейнитная (см. Бейнит), трооститная (см. Троостит), мартенситная (см. Мартенсит) или аустенитная (см. Аустенит) — в зависимости от количества и состава легирующих материалов или от режима термообработки. Осн. элемент, определяющий хим. состав М. ч.,— кремний. Влияние остальных химических элементов учитывают, исходя из содержания кремния и углерода. Содержание кремния п сером М. ч. должно быть несколько ниже критического , т. е. [c.833]

    Структура стали оказывает более существенное влияние на склонность к сероводородному растрескиванию, чем химический состав. Низколегированные стали в этом отношении обычно не отличаются от углеродистых. Склонность стали к растрескиванию в сероводородных средах обусловлена в значительной мере присутствием мартенсита в структуре [43]. Отрицательное влияние мартенсита проявляется особенно заметно, когда он располагается в виде сплошной сетки. Исследования [44] стойкости к сероводородному растрескиванию сталей с тремя основными видами структур ферритной с мелкими карбидами, мартенситной и феррито-перлит-ной — также показали нестойкость мартенситной структуры. Наибольшие время до растрескивания и внутреннее напряжение, при котором происходило растрескивание, отмечались в случае ферритной структуры. Сопротивление растрескиванию сталей с мартенситной структурой совершенно не зависело от их химического состава. [c.50]

    При охлаждении аустенита, содержащего менее 0,83% углерода, до температуры, соответствующей точке на линии С 5, из аустенита начинает выделяться феррит. Поэтому [линия 05 является линией начала выделения феррита, а линия линией конца выделения феррита из аустенита. Благодаря выделению феррита аустенит обогащается углеродом, и состав его при охлаждении изменяется по линии 05. Таким образом, при температурах выше линии 05 структура стали представляет собою однородный аустенит, при температурах между линиями и PS — аустенит и феррит и при температурах ниже линии PS — феррит и перлит. Причём, чем больше в стали углерода, тем больше в структуре перлита и тем меньше феррита, а при [c.12]

    Свойства чугунного литья зависят от его химического состава, структуры и литейной технологии (выплавки, заливки, формовки). В качестве структурных составляющих в чугуне присутствуют феррит, перлит, графит, цементит, фосфидная эвтектика. Наличие тех или иных структурных составляющих в чугуне обусловливается его химическим составом и технологией литья, поэтому, регулируя химический состав шихты при выплавке чугуна и технологию литья, представляется возможным получать чугунное литье с различными физико-механическими свойствами. Термическая обработка чугуна также позволяет регулировать получение определенных структурных образований и тем самым позволяет увеличивать прочностные свойства чугуна. [c.276]

    Такая смесь имеет вполне определенней состав (0,9% углерода и 99,1% железа) и представлявг собой эвтектоидный сплав (в отличие от эвтектики, образующейся не из твердых, а из жидких фаз). При дальнейшем охлаждении сплава никаких превращений не происходит. Остывшая сталь состоит из двух структурных составляющих кристаллов а-железа (феррит) и эвтектоидной смеси а-железа и РвдС (перлит). Ферритоперлитную структуру стали (рис. 68) можно получить только при медленном охлаждении сплава. [c.150]

    Примерный химический состав модифицированного чугуна следуюии1Й 2,8—3,1% С 0,8—1,2% Мп 1,2—2,0% 81 до 0,2% Р до 0,14% 8. Сравнительно низкое содержание углерода и кремния в модифицированном чугуне обеспечивает характерную для него однородную структуру металлической основы — тонко и среднепластинчатый перлит и равномерно распределенный средний величины графит. [c.120]

    Чугуны имеют в своем составе более 2,03 % С и подразделяются на доэвтектические (2,03 % > 4,25 %). В структуру доэвтектических чугунов входят аустенит (основная составляющая) и перлит (эвтектическая смесь Ре и РсзС). Переохлаждения, реализуемые в реальных процессах металлургического производства чугуна, способствуют выделению в структуре сплавов не цементита, а графита, имеющего так называемую крабовидную форму. Серый цвет излома чугунов с аустенитно-графитовой эвтектикой дал им название серых. В отличие от серых, белые чугуны имеют светло-серый гладкий излом, а в их состав вхо- [c.181]

    Примерный химический состав модифицированного чугуна следующий 2,8—3,1% С 0,8—1,2% Мп 1,2—2,0% 81 до 0,2% Р до 0,14% 8. Сравнительно низкое содержание углерода и кремния в модифицированном чугуне обеспечивает характерную для него однородную структуру основной (металлической) массы — тонко-и средпепластипчатый перлит и равномерно распределенный средней величины графит. Такая структура определяет более высокие механические свойства модифицированного чугуна, его более высокую износоустойчивость. Значительно большая однородность структуры и свойств чугуна уменьшает (по сравнению с немодифицироваппым обычным чугуном) зависимость механических свойств от толщины отливок (см. табл. 101 и 102). [c.158]

Перлит – обзор | Темы ScienceDirect

1 Морфология и историческое развитие

Перлит обычно зарождается на границах аустенитных зерен и перерастает в исходную фазу в виде зерен приблизительно сферической формы. Эти зерна называются клубеньками и состоят из ряда структурных единиц, называемых колониями, в которых все пластины параллельны. Из-за кристаллографических ограничений часто наблюдается, что перлитные конкреции врастают только в одно из соседних зерен.На рис. 1 показаны параллельные пластины колонии в заэвтектоидной стали, где весь перлитный феррит вытравлен. Выявлен радиальный характер колонии, а также связь пластинки цементита с доэвтектоидным зернограничным цементитом. Когда растущие колонии пересекают границы зерен и двойников, отдельные ламели либо останавливаются, либо резко меняют направление роста при столкновении. При высоких температурах реакции могут образовываться «групповые конкреции» перлита, состоящие из множества колоний перлита.Общую морфологию группового узелка можно приблизительно описать как сферическую. При более низких температурах реакции перлитные конкреции, опять же состоящие из множества колоний, образуются в виде полусфер или секторов сфер. Эта морфология известна как перлит «границы зерен» или «мелкозернистый перлит с шаровидным графитом».

Рис. 1. Сканирующая электронная микрофотография колонии перлита, выращенной из доэвтектоидного цементита. Весь феррит и большая часть матрицы стерты. Пластинки цементитных пластинок прикреплены к пленке зернограничной доэвтектоидной цементитной пленки.

В сплаве Fe – C эвтектоидного состава перлит является единственным продуктом, образующимся при температуре эвтектоида, 727 ° C, вплоть до примерно 600 ° C. Небольшие количества бейнита появляются при 600 ° C. Доля бейнита увеличивается с понижением температуры, и при 500 ° C количества перлита и бейнита примерно равны. Затем перлитная реакция быстро исчезает. В гипо- и заэвтектоидных сталях перлит образуется при одинаковых температурах после образования доэвтектоидной составляющей, доля которой уменьшается с понижением температуры.Доэвтектоидная сталь, содержащая всего 0,35% углерода, может быть полностью преобразована в перлит.

Со времени работы Сорби большой вклад в понимание зарождения и роста перлита внесли Мель и Хагель (1956) и Хиллер (1962). Каждое из этих объяснений было основным и общепринятым описанием превращения перлита с 1930-х по 1950-е годы для первого и с 1960-х годов для второго. В повторном зародышеобразовании и механизме роста перлита Меля на границе зерна аустенита образуется исходная пластина цементита.После этого термодинамически и энергетически (низкоэнергетическая межфазная структура между ферритом и цементитом сводит к минимуму барьер зародышеобразования для каждой фазы) благоприятным для ферритовой пластины зародышеобразование с обеих сторон цементитной пластины. За этим следует зародышеобразование пластинки цементита и т.д., что приводит к боковому росту, то есть увеличению объема колонии перлита, перпендикулярной ламелям. Хотя механизм Меля по-прежнему привлекателен с педагогической точки зрения, он не был подтвержден экспериментами по секционированию.Хиллерт (1962), однако, указал, что рост перлита является постепенным процессом с разветвлением ламелей и поиском оптимальной или благоприятной ориентации между ними.

После того, как они будут найдены, они быстро разрастутся благодаря высокому мобильному некогерентному интерфейсу. Что касается вопроса о ветвлении или независимом зарождении преципитированных ламелей, повторные эксперименты по секционированию окончательно указывают на объяснение ветвления (Hillert 1962, Mangan and Shiflet 1999). Хакни и Шифлет (1987a, b) добавили кристаллографические соображения на границе роста, чтобы объяснить поведение роста перлита по краю.По их наблюдениям, выступы роста перемещаются через межфазную границу перлит / аустенит и разделяются между ферритом и цементитом. Таким образом, ламели этих двух фаз вынуждены удлиняться с одинаковой скоростью. Поскольку фронт роста перлита требует выступов, многие явления перлита, такие как синхронный рост, неспособность отдельных ламелей проникать незатронутыми границами зерен и двойников, а также выделение карбидов на межфазных границах, можно просто объяснить.

Что такое перлит? | Sciencing

Перлит – это вещество, которое находит множество коммерческих и промышленных применений.Перлит, также известный как вулканическое стекло, используется в сельском хозяйстве, судоходстве, медицине и многих других сферах.

Что такое перлит?

Перлит – это вулканическая порода, добываемая в Соединенных Штатах, а также в других странах, таких как Китай, Греция и Италия. Вулканическое стекло или перлит образуется, когда лава (расплавленная порода) извергается из вулкана и быстро остывает. Из-за быстрого охлаждения вода задерживается внутри породы, и лава образует стеклоподобную структуру.По данным Института минеральной информации, перлит содержит от 2 до 5 процентов воды и является силикатной породой, что означает, что он содержит «высокий процент кремнезема (Si)».

Перлит в сыром виде мало похож на вспученный продукт после обработки.

Как добывают и производят перлит?

Готовя перлит к продаже, горные породы проходят обработку, чтобы сделать его пригодным для использования.

В Калифорнии, на американской Perlite Company, расположенной на восточной стороне гор Сьерра-Невада, сбор перлита осуществляется открытым способом.Материал добывается с помощью очень большого землеройного оборудования. Эти грузы перлита затем сбрасываются в опрокидывающую машину, машину гравитационной подачи, которая загружает породу в дробилку. После того, как породы завершают этот процесс, они подвергаются второму дроблению, а затем разделяются на различные сорта в зависимости от использования.

Перлит в расширенной форме образуется в результате нагрева породы до температуры 1600 градусов. Сортированные породы под действием силы тяжести загружаются в высокую печь, где они сбрасываются вниз к источнику тепла.При правильной температуре они лопаются, как попкорн, и становятся белыми, увеличиваясь от 4 до 20 раз по сравнению с первоначальным размером. По данным американской компании Perlite Company, человек, управляющий печью, может регулировать поток воздуха и температуру в зависимости от плотности продукта.

Вспученный перлит чрезвычайно легкий и способен впитывать воду, во много раз превышающую его вес.

Для чего используется перлит?

Перлит имеет множество применений. Институт минеральной информации сообщает, что основная часть перлита используется в строительной отрасли в качестве изоляции крыш, огнеупорных кирпичей, изоляции труб и заполнения каменных блоков.Этот материал является идеальным строительным продуктом, поскольку он негорючий, отличный изолятор от окружающей среды и шумоизолятор.

Американская компания Perlite сообщает, что продукт также используется в садоводстве и промышленности. Большинство людей знакомы с этим продуктом, если когда-либо использовали почву для горшечных культур. Перлит образует белые камни, содержащиеся в высококачественных почвенных смесях.

В промышленных применениях перлит используется в фармацевтической промышленности, производстве продуктов питания и водоподготовке в качестве фильтра.Он также содержится в мыле в качестве абразива.

Влияние перлита на здоровье

Согласно perlite.org, перлит использовался более 50 лет, что свидетельствует о том, что это вещество не представляет опасности для здоровья.

Исследования, проведенные в период с 1975 по 1994 год, показали, что перлит не вызывает каких-либо серьезных проблем со здоровьем органов дыхания у рабочих. Но из-за частиц пыли, образующихся при производстве перлита, некоторые рабочие испытали «физическое раздражение, дискомфорт, ухудшение видимости и повышение вероятности случайного происшествия», согласно Perlite Institute.

Содержит ли перлит асбест?

Растут опасения, что перлит может быть загрязнен асбестом, что делает перлит опасным продуктом. Согласно Perlite Institute и их продолжающимся испытаниям, ответ отрицательный. Согласно отчету 2002 года, эти два вещества редко встречаются вместе в вулканических породах.

Аустенит Мартенсит Бейнит Перлитные и ферритные структуры

Аустенит и феррит

Аустенит первоначально использовался для описания сплава железо-углерод, в котором железо было в гранецентрированной кубической (гамма-железо) форме.В настоящее время этот термин используется для всех сплавов железа на основе гамма-железа. Аустенит в сплавах железо-углерод обычно проявляется только при температуре выше 723 ° C и ниже 1500 ° C, в зависимости от содержания углерода. Однако его можно сохранить до комнатной температуры за счет добавок сплава, такого как никель или марганец. Точно так же феррит был термином, первоначально использовавшимся для сплавов железо-углерод, в которых железо имело объемно-центрированную кубическую (альфа- или дельта-железо) морфологию, но теперь он используется для компонента в сплавах железа, который содержит железо в альфа- или дельта-форма железа.Альфа-феррит образуется при медленном охлаждении аустенита с соответствующим отторжением углерода диффузией. Это может начаться в диапазоне температур от 900 ° C до 723 ° C, а альфа-феррит очевиден до комнатной температуры. Дельта-феррит – это высокотемпературная форма железа, образующаяся при охлаждении низких концентраций углерода в сплавах железо-углерод из жидкого состояния перед превращением в аустенит. В высоколегированных сталях дельта-феррит может сохраняться до комнатной температуры.

Когда сплавы железа с углеродом превращаются из аустенита при охлаждении, предел растворимости углерода в феррите обычно превышается.В условиях медленного охлаждения образуются карбиды, а при более высоких скоростях охлаждения углерод может задерживаться в твердом растворе.

Перлит

Перлит обычно образуется при медленном охлаждении сплавов железа и может начинаться при температуре от 1150 ° C до 723 ° C, в зависимости от состава сплава. Обычно это пластинчатая (чередующаяся пластина) комбинация феррита и цементита (Fe ₃ C).Он образуется в результате эвтектоидного разложения аустенита при охлаждении путем диффузии атомов C, когда феррит и цементит растут непрерывно, C выделяется в виде Fe ₃ C между планками феррита на продвигающейся границе раздела, оставляя параллельные планки Fe и Fe ₃ C – перлит.

Мартенсит

Мартенсит образуется в сталях, когда скорость охлаждения аустенита достаточно высока. Это очень твердый компонент из-за углерода, который удерживается в твердом растворе.В отличие от разложения на феррит и перлит, превращение в мартенсит не связано с диффузией атомов, а скорее происходит за счет процесса внезапного бездиффузионного сдвига. Этот термин не ограничивается сталями, но может применяться к любому компоненту, образованному в процессе сдвига, который не включает диффузию атомов или изменение состава. Мартенситное превращение обычно происходит в диапазоне температур, который можно точно определить для данной стали. Превращение начинается при начальной температуре мартенсита (M _s ) и продолжается при дальнейшем охлаждении до достижения конечной температуры мартенсита (M _f ).M _s может происходить в широком диапазоне, от 500 ° C до температуры ниже комнатной, в зависимости от способности стали прокаливаться. Диапазон от M _s до M _f обычно составляет порядка 150 ° C. Было предложено множество формул для прогнозирования начальной температуры мартенсита. Большинство из них основаны на составе стали, и некоторые из них перечислены в следующей таблице:

Берес и Берес ^[1] заявили, что их формулы находились в пределах 40 ° C от фактического M _s во всех изученных случаях, тогда как другие формулы имели более крупные полосы рассеяния.Совсем недавно модели M _s были разработаны с использованием нейронных сетей, обучены на экспериментальных данных и с использованием дополнительных данных для проверки и тестирования модели, можно определить разумное приближение к M _s . Такие модели доступны в Интернете ^[2] и могут использоваться с информацией о составе. Нейронные сети, основанные на взаимосвязи между химическим составом, температурой превращения и кинетикой во время непрерывного охлаждения, позволяют рассчитать диаграмму CCT для стали.Они также учитывают влияние легирующих элементов на кривые фазового превращения, а также результирующую твердость. Также возможно количественно предсказать микроструктуру стали, например, процентное содержание феррита, перлита, бейнита и т. д. ^[3]

Модели, сочетающие кинетику мартенситного превращения с механикой, с учетом развития микроструктуры, также применимы. Анализ методом конечных элементов позволяет оценивать локальные поля напряжений и деформаций, а также контролировать кинетику мартенситного превращения и развивать понимание критических параметров, таких как влияние размера зерна аустенита на получаемую мартенситную микроструктуру. ^[4]

Экспериментальные исследования на месте, основанные на синхротронном излучении, также могут привести к получению ценных данных для поддержки компьютерных моделей, поскольку изучение таких бездиффузионных фазовых превращений в реальном времени будет иметь решающее значение для расширения понимания развития микроструктуры и связанных взаимосвязей структура-свойство. ^[5]

Бейнит

Бейнит образуется при более низких скоростях охлаждения, чем при образовании мартенсита, и при более высоких скоростях охлаждения, чем при образовании феррита и перлита.Есть две формы бейнита, известные как верхний и нижний бейнит.

Верхний бейнит обычно образуется при температурах от 550 до 400 ° C. Существует несколько предложенных механизмов образования, основанных на содержании углерода и температуре превращения в стали, что приводит к несколько различающимся морфологиям. В низкоуглеродистых сталях наблюдаются мелкие бейнитные рейки, зарождающиеся за счет механизма сдвига на границах аустенитных зерен. Растворимость углерода в бейнитном феррите намного ниже, чем в аустените, поэтому углерод отклоняется в аустенит, окружающий планки бейнитного феррита.Когда концентрация углерода в аустените достаточно высока, цементит зарождается в виде дискретных частиц или прерывистых стрингеров на границах раздела феррит / аустенит. По мере увеличения содержания углерода волокна цементита становятся более непрерывными, и при высоком содержании углерода планки бейнитного феррита становятся более тонкими, а нитки цементита более многочисленными и более непрерывными. Структура может больше походить на перлит, и его называют «перистым» бейнитом.

Нижний бейнит обычно образуется при температурах от 400 до 250 ° C, хотя точная температура переключения между верхним и нижним бейнитом зависит от содержания углерода в стали.Превращение зарождается, как и верхний бейнит, за счет частичного сдвига. Более низкая температура этого превращения не позволяет так легко происходить диффузии углерода, поэтому карбиды железа образуются под углом примерно 50-60 ° к продольной оси основной планки, прилегая к бейнитному ферриту. При низком содержании углерода карбид может выпадать в осадок в виде дискретных частиц по пути границы раздела феррит / аустенит. Однако общий механизм образования нижнего бейнита в основном не зависит от содержания углерода.Внешний вид нижнего бейнита сильно напоминает мартенсит, но нижний бейнит образован смесью сдвиговых и диффузионных процессов, а не просто сдвигом.

Список литературы

1. Beres L и Beres Z: ‘Neue Beziehung zur Bestimmung der Martensitbildungstemperatur der Stahle’, Schweisstechnik (Wien), 47 (12), декабрь 1993 г., стр. 186-188
2. Sourmail T и Garcia-Mateo C: «Модель для прогнозирования температур M _s для сталей» Computational Materials Science Volume 34, Issue 2, September 2005.pp213-218.
3. L A Dobrzanski & J Trzaska: «Применение нейронных сетей для прогнозирования диаграмм CCT», Journal of Materials Processing Technology, Vol. 157-158, 2004, стр 107-113.
4. Г. Райснер, Э. А. Вернер и Ф. Д. Фишер: «Микромеханическое моделирование мартенситного превращения в случайных микроструктурах», Int. Журнал твердых тел и структур, Vol. 35, выпуск 19, 1998 г., стр. 2457-2473.
5. Р. Г. Тиссен и др.: «Моделирование фазового поля и синхротронная проверка фазовых превращений в мартенситной двухфазной стали», Acta Materialia, Vol.55, выпуск 2, 2007 г., стр. 601-614.

Как использовать перлит для улучшения почвы и ускорения роста растений

Если вы когда-либо покупали горшечные растения или овощи, или открывали пакет коммерческой горшечной смеси, вы могли заметить крошечные белые шарики в почве, похожие на кусочки пенополистирола.

Эти белые шары на самом деле являются важным компонентом почвы, называемым перлитом, а не просто наполнителями или искусственными камнями, как некоторые могут подумать.

Что такое перлит?

Во-первых, давайте рассмотрим, чем перлит не является : перлит – это не тип почвы, это почвенная добавка, которую также можно использовать в качестве питательной среды.

Перлит – это , а не удобрение, и он не имеет питательной или микробной ценности для растений или почвы. Его преимущества связаны исключительно с сохранением рыхлой и легкой структуры почвы.

Что такое перлит : неорганическая, нетоксичная, легкая добавка для почвы. Но пусть это вас не расстраивает, если вы садовод, выращивающий экологически чистые продукты! (Подробнее об этом ниже.)

Перлит, также известный как вспученный пирит, представляет собой добываемую вулканическую породу, которая для обеспечения устойчивости смешивается со многими продуктами промышленного строительства, такими как кирпичная кладка, изоляция с неплотным заполнением, цемент и штукатурка.

Он также используется в качестве фильтрующего материала для фильтров для бассейнов, а также в качестве фильтрующего средства для напитков (например, соков, пива и вина) и сточных вод.

В садоводстве перлит используется для улучшения структуры почвы за счет дренажа и аэрации. Я люблю называть это «воздух для почвы», и это лучший компост для циркуляции воздуха между корнями для сильного и здорового роста растений.

Посмотрите под микроскопом, и вы обнаружите, что перлит заполнен множеством крошечных полостей, которые удерживают воду (как губка), что делает его эффективным для доставки влаги к корням растений.Все эти укромные уголки и щели позволяют перлиту удерживать воду в три-четыре раза больше своего веса.

Он также способен накапливать питательные вещества в течение короткого периода времени, в противном случае они могли бы немедленно смыться.

В то же время наличие пустот означает, что перлит достаточно пористый, поэтому он лучше отводит лишнюю воду, чем вермикулит и другие заливочные материалы. Это хорошо, поскольку предотвращение переувлажнения почвы – это лучший способ предотвратить корневую гниль и грибковые заболевания.

Это сообщение содержит ссылки на продукты от одного или нескольких наших рекламодателей. Мы можем получать комиссию, если вы покупаете что-то по одной из наших ссылок. Как это работает.

Перлит органический?

Назвать что-то органическим зависит от ваших личных убеждений (и здесь это просто семантика).

С точки зрения химии, органические соединения содержат углерод. Поскольку перлит не содержит углерода, он считается неорганическим материалом.

Но с точки зрения садоводства термин «органическое» относится к тому, что производится естественным путем без синтетических процессов или значительных химических изменений.

Это правда, что перлит необходимо «вытолкнуть» в ходе промышленного процесса, который превращает его в легкий материал, который мы видим и знаем, но это все же природный минерал, добываемый из земли.

Это ничем не отличается от эмульсии из морских водорослей или удобрения для рыбы, которое должно пройти определенную обработку, чтобы стать пригодным для использования в саду.

И официально садовый перлит внесен в список OMRI для использования в органическом сельском хозяйстве, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что вы кладете в землю.

Как производится перлит?

Перлит, который мы видим в почвенных смесях, часто называют «вулканическим попкорном», и не зря.

Прямо из земли перлит представляет собой плотное аморфное вулканическое стекло с очень высоким содержанием воды. В естественном состоянии перлит имеет коричневый или черный цвет, так как он обычно образуется в процессе охлаждения лавы, в результате чего образуется обсидиан.

Во время обработки сырой перлит очень быстро перегревается до температур от 1560 ° F до 1650 ° F, что приводит к размягчению материала и превращению влаги внутри стекла в пар.Когда захваченная влага внутри пузырится, пытаясь уйти, она расширяет материал в 7–16 раз от своего первоначального размера – так же, как лопающийся попкорн.

Вспененный материал становится белым из-за отражательной способности захваченных пузырьков, и полученный перлит представляет собой химически инертный стерильный материал, который приобретает ультралегкую пенистую текстуру.

Как использовать перлит в саду

Перлит обычно используется в почвенных и беспочвенных смесях (особенно для посева семян в закрытых помещениях), чтобы сохранить структуру почвы рыхлой и хорошо дренируемой без риска уплотнения со временем.

Вы можете комбинировать в равных частях перлит, вермикулит и торфяной мох (или кокосовую койру) для получения чистой основной исходной смеси для семян, которая поддерживает здоровое развитие рассады и снижает усыхание от болезней.

Также можно использовать его для черенкования растений. Вместо того, чтобы просто укоренять черенок в воде, вы можете укоренить его в небольшой банке, наполненной увлажненным перлитом.

То же самое и с семенами: запускайте их только во влажном перлите или проверяйте прорастание старых семян в мешочках, заполненных увлажненным перлитом (в качестве альтернативы способу зарождения семян с помощью кофейного фильтра).

В приподнятых грядках или грядках в земле, которые имеют проблемы с рыхлой глинистой почвой, вы можете улучшить дренаж, сгребая 2-дюймовый слой перлита в верхние 6-12 дюймов почвы, одновременно улучшая почву. с компостом и другими питательными веществами.

Поскольку перлит не разрушается, однократное нанесение перлита может обеспечить легкость и рыхлость посадочной грядки в течение нескольких лет! Это был мой «секретный ингредиент» в годы работы в саду в Южной Калифорнии, когда мне нужно было нечто большее, чем просто компост, чтобы разбить все твердые комья грязи на наших грядках.

Некоторые (но не все) горшечные и садовые почвы в мешках также выигрывают от добавления в смесь большего количества перлита.

Это особенно полезно для растений с глубокими корнями, которые более продуктивны, когда корням не нужно заходить в плотную сжатую почву (подумайте о корнеплодах, таких как морковь и дайкон – вы увидите, как моя предыдущая глинистая почва была известна получая глупую морковку с ног на голову).

Я также люблю добавлять перлит в свои грядки для чеснока осенью, так как перлит помогает предотвратить переувлажнение луковиц зимой и весной.Перлит также помогает почве высохнуть за неделю или две до того, как урожай чеснока будет готов к сбору урожая.

Перлит – незаменимый кондиционер почвы, который я всегда держу под рукой, , и каждый год я покупаю несколько пакетов, так как всегда нахожу ему применение.

Имейте в виду, что более мелкие сорта перлита, а в некоторых случаях и дешевый перлит с небольшим контролем качества, могут запыляться (особенно когда вы добираетесь до дна мешка).

Если вы чувствительны к мелким частицам в воздухе, не забудьте надеть респиратор и очки при работе с перлитом.(Мне нравится держать оба этих предмета в своем наборе инструментов для садоводства. См. Мои источники, ссылки на которые приведены ниже, чтобы узнать о стильных многоразовых масках, которые у меня есть для работы с пыльными продуктами для садоводства.)

Марки и размеры перлита

Перлит обычно бывает четырех сортов или размеров гранул, которые соответствуют уровням крупности.

Супер грубый и крупный перлит: Этот тип перлита часто используется для улучшения грядок и садовых грядок или плотных почв с высокой водоудерживающей способностью (глина).Перлит размера №4 – это огромная крупа, которую следует использовать только для очень тяжелых почв.

Перлит среднего содержания: В основном перлит среднего содержания можно встретить в коммерческой почве для горшечных культур. Это хороший универсальный размер для горшечных растений, оконных ящиков и общего использования в саду.

Мелкий перлит: Эти более мелкие частицы идеально подходят для посева семян или укоренения черенков. Мелкий перлит такого размера сложно найти в качестве самостоятельного продукта, поэтому я предпочитаю использовать мелкую пемзу, которая обычно используется для выращивания бонсай или суккулентов.

Преимущества использования перлита в саду

Перлит – очень полезный компонент в садоводстве по многим причинам:

• Он физически устойчив и сохраняет форму даже в тяжелой или насыщенной почве.
• Не разлагается, поэтому идеально подходит для использования в почвенных смесях для нечасто пересаживаемых растений (например, суккулентов и других комнатных растений).
• Имеет нейтральный уровень pH, что делает его подходящим для любого контейнера или грядки.
• Не содержит токсичных химикатов и добавок; когда вы покупаете сумку с этикеткой перлит, вы получаете именно это.
• Он может впитывать немного воды, позволяя остальной части стекать свободно.
• Обеспечивает отличную аэрацию. Растения фактически поглощают 98 процентов кислорода через корни, поэтому хорошая аэрация имеет решающее значение для здорового развития корней. Правильный воздушный поток также поддерживает дождевых червей, полезных нематод и других полезных веществ в пищевой сети почвы, что, в свою очередь, поддерживает жизнь растений.

Благодаря этим свойствам перлит также популярен в смесях для орхидей, кактусов и суккулентов, которые предпочитают более сухую сторону, а также в гидропонных установках в качестве автономной среды для выращивания.

Вызывает ли перлит горение фторида в растениях?

Ходят слухи, что перлит вызывает ожог фтора в комнатных растениях, который проявляется в виде коричневых пятен на листьях или опаленных кончиков листьев у уязвимых растений, таких как драцена, паучьи растения и пасхальные лилии.

Однако, если вы используете коммерческую почву для горшечных культур, содержащую перлит, шансы на то, что это произойдет, очень малы.

Токсичность фтора может быть вызвана многими причинами, в том числе фторированной водой, суперфосфатными удобрениями, низким pH почвы и другими условиями окружающей среды, которые имеют мало общего с почвенной средой, в которой просто есть перлит.

Где купить перлит

Самый удобный источник перлита – это ваш местный независимый садовый центр или крупный питомник растений.При покупке перлита убедитесь, что вы покупаете 100-процентный перлит, а не почвенную или беспочвенную смесь.

Я также связал свои любимые марки перлита (см. Ниже) разных размеров, которые вы легко можете купить в Интернете.

Если вы не можете найти перлит в местном масштабе, пемза является хорошей заменой, поскольку она имеет аналогичные качества. Иногда вы можете использовать вермикулит в крайнем случае (особенно в качестве стартовой среды), но имейте в виду, что он сохраняет больше влаги, чем перлит.

Если говорить об этом, перлит по-прежнему является лучшим выбором для улучшения почвы, когда требуется умеренное удержание воды, отличная аэрация и дренаж, а также долгосрочные преимущества.

сверхвысокая прочность, перлит, проволока, атомно-зондовая томография, растворение, карбид, Холла-Петча, прочность, EBSD, текстура

Прочность и атомная структура заэвтектоидного перлита 6,3 ГПа (Li, Choi, Goto, Borchers, Raabe, Kirchheim: Acta Mater. 60 (2012) 4005).

Термин «перлит» или «перлитная сталь» относится к композитному состоянию на основе железа.В Перлитная микроструктура характеризуется совместным расположением тонких слоев феррита и цементита, образованных в результате эвтектоидной реакции аустенита.

Пластинчатый вид перлита немного вводит в заблуждение, поскольку отдельные ламели внутри перлитной колонии фактически связаны между собой в трех измерениях; Колония представляет собой взаимопроникающий бикристалл феррита и цементита.

Перлит образуется при достаточно медленном охлаждении в системе железо-углерод в эвтектоидной точке на фазовой диаграмме Fe-C (723 ° C, температура эвтектоида).В чистый сплав Fe-C он содержит около 88 об.% феррита и 12 об.% цементита. Перлит известен своей прочностью, а в сильно деформированном состоянии – чрезвычайно прочным.

В настоящее время перлитные стали являются самыми прочными и в то же время пластичными коммерческими насыпными материалами. Когда учился Под микроскопом он имеет очень характерный вид, создаваемый тонкими пластинчатыми полосами. Термин «перлит» относится к появлению этой фазы сплава при изучении под микроскопом. Он похож на мать жемчуг (перламутр), естественная пластинчатая структура, встречающаяся у некоторых моллюсков.Однако не следует, чтобы перламутр создавался путем естественного осаждения последовательных слоев, а не как перламутр. результат специальной обработки эвтектоидной смеси, но она обладает чертой твердости и прочности, создаваемой последующими тонкими слоями материала.

Перлит был впервые идентифицирован Генри Клифтоном Сорби и, следовательно, первоначально был назван сорбитом, однако сходство микроструктуры с перламутром и особенно оптический эффект, вызванный Масштаб структуры сделал альтернативное название «перлит» более популярным.

Измельчение зерна за счет сильной пластической деформации позволяет синтезировать сверхвысокопрочные наноструктурированные материалы. В этом контексте существуют две проблемы: во-первых, зерно, вызванное деформацией. измельчение ограничено динамическим восстановлением дислокаций и укрупнением кристаллов из-за капиллярных движущих сил; во-вторых, зернограничное скольжение и, следовательно, размягчение происходят, когда размер зерна приближается к нескольким нанометрам. Здесь обе проблемы были преодолены за счет серьезного волочения перлитной стальной проволоки (перлит: пластинчатая структура
из чередующихся слоев железа и карбида железа).Во-первых, при больших деформациях карбидная фаза растворяется за счет механического легирования, превращая первоначально двухфазную перлитную структуру в фаза железа, перенасыщенная углеродом. Эта богатая углеродом фаза железа превращается в столбчатую субзеренную структуру нанометрового размера, которая топологически предотвращает скольжение границ зерен. Во-вторых, Гиббс сегрегация перенасыщенного углерода на границах субзерен железа снижает их энергию границы раздела, тем самым уменьшая движущую силу для динамического восстановления и укрупнения кристаллов
.Таким образом, достигается стабильный размер субзерен в поперечном сечении <10 нм. Эти два эффекта приводят к стабильной столбчатой ​​наноразмерной зеренной структуре, препятствующей движению дислокаций, и обеспечивает экстремальный предел прочности
на растяжение 7 ГПа, что делает этот сплав самым прочным из известных пластичных объемных материалов.

Конструкционные материалы, используемые для критических с точки зрения безопасности приложений, требуют высокой прочности и одновременно высокой устойчивости против роста трещин, называемой стойкостью к повреждениям.Однако два свойства обычно исключают друг друга, и усилия по исследованию более прочных материалов сдерживаются резкой потерей сопротивления разрушению. Таким образом, дальнейшее развитие романа сверхпрочные объемные материалы требуют фундаментального понимания механизмов определения ударной вязкости. В качестве модельного материала мы используем самый прочный на сегодняшний день металлический объемный материал, а именно наноструктурированная перлитная стальная проволока, и измерил вязкость разрушения на образцах микронного размера в различных направлениях роста трещин и обнаружил неожиданно сильную анизотропию в сопротивление разрушению.Вдоль оси проволоки материал демонстрирует сверхвысокую прочность в сочетании с беспрецедентной устойчивостью к повреждениям. Мы относим это прекрасное сочетание собственности к анизотропия вязкости разрушения, вызывающая высокую склонность к образованию микротрещин
, параллельных оси проволоки. Этот эффект вызывает релаксацию напряжения на вершине трещины и обеспечивает высокую вязкость разрушения без ущерба для прочности материала.

В этом исследовании мы объединили атомно-зондовую томографию (APT) и синхротронную рентгеновскую дифракцию (XRD) для изучения углеродного перенасыщения феррита для двух перлитных композиций стальной проволоки – эвтектоида. и заэвтектоидный. Знание об аккомодации углерода в феррите позволяет контролировать прочность и пластичность наноструктурированных перлитных сталей. Истинные деформации при волочении ε от 0 до 6.52 были проанализированы, что намного превышает изученные ранее деформации вытяжки [22]. Два состава, высокие деформации, сочетание передовых химических и структурных методов определения характеристик, и поддерживающее теоретическое описание, основанное на ab-initio, показывает, что новый механизм образования мартенсита запускается в условиях экстремальной деформации, которые возникают в индуцированном SPD структурное улучшение сверхвысокопрочных перлитных сталей. Фазовое превращение в нанометровом масштабе, вызванное деформацией, обеспечивает новый способ адаптации механических свойств наноструктурированных сталей и стальные поверхности.

Сегрегация по границам зерен приводит к химическим изменениям в наномасштабе, которые могут изменить характеристики материала на порядки величины (например,г., охрупчивание). Чтобы понять это явление, большое Количество границ зерен должно быть охарактеризовано как их пятью кристаллографическими параметрами интерфейса, так и их химическим составом на атомном уровне. Мы демонстрируем, как это может быть достигнута с помощью подхода, сочетающего точность структурных характеристик в просвечивающей электронной микроскопии с трехмерной химической чувствительностью атомно-зондовой томографии. линейный тренд между сегрегацией углерода и углом разориентации ω для малоугловых границ зерен в феррите, который указывает на то, что ω является наиболее влиятельной кристаллографической параметр
в этом режиме.Однако есть значительные отклонения от этого линейного тренда, указывающие на дополнительное сильное влияние других кристаллографических параметров (плоскость границы зерен, вращение ось). Для большеугловых границ зерен не наблюдается общей тенденции между избытком углерода и ω; т.е. плоскость границы зерен и ось вращения имеют еще большее влияние на сегрегационное поведение в этом режиме. Показано, что небольшие отклонения от особых конфигураций границ зерен приводят к неожиданно высоким уровням сегрегации.

Перенасыщенные углеродом нанокристаллические заэвтектоидные стали с пределом прочности на разрыв 6,35 ГПа были получены из сильно холоднотянутый перлит. Нанокристаллический материал размягчается при отжиге при температурах от 200 до 450 ° C. Пластичность с точки зрения относительного удлинения до разрушения имеет немонотонную зависимость от температура. Здесь микроструктурные механизмы, ответственные за изменение механических свойств, были изучены с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), автоматизированной сканирующей дифракции нанолучей на основе ПЭМ и атомно-зондовой томографии (APT).Исследования ПЭМ и APT нанокристаллической заэвтектоидной стали показывают укрупнение субзерен при отжиге, что приводит к снижению прочности по закону Холла – Петча. APT-анализ распределения Mn вблизи субзерен границ и в цементите убедительно свидетельствуют о капиллярном укрупнении субзерен, происходящем через субзерновая пограничная миграция. Выраженное ухудшение пластичности после отжига при температуре выше 350 ° C объясняется образованием цементита на границах субзерен.Общая сегрегация атомов углерода на границы субзерен феррита придают нанокристаллическому материалу превосходную термическую стабильность при отжиге.

Перлитная сталь может иметь предел прочности на разрыв более 5 ГПа после сильной пластической деформации, когда деформация способствует измельчению пластинчатой ​​структуры и цементита. разложение.Однако убедительной корреляции между деформацией и разложением цементита в перлите пока нет. В настоящей работе атомный зонд с локальным электродом использовался для характеризуют эволюцию микроструктуры перлитной стали, холоднотянутой с прогрессирующими деформациями до 5,4. Просвечивающая электронная микроскопия также использовалась для выполнения дополнительных анализы микроструктуры. Оба метода дали стабильные результаты. Общее содержание углерода в обнаруженных
объемах, а также концентрации углерода в феррите и цементите были измерены атомным зондом.Кроме того, была определена толщина цементитных волокон. В феррите мы обнаружили корреляция концентрации углерода с деформацией, а в цементите мы обнаружили корреляцию концентрации углерода с толщиной ламелей. Прямые доказательства образования Были обнаружены границы ячеек / субзерен в феррите и сегрегация атомов углерода на этих дефектах. На основании этих данных обсуждаются механизмы разложения цементита
с точки зрения взаимодействия углерод-дислокация.

Проволока из заэвтектоидной стали с пределом прочности на разрыв 6,35 ГПа после истинной деформации при холодном волочении 6,02 была отожжена между 300 и 723 К. Сверхвысокая прочность сохранялась при отжиге в течение 30 мин до температуры 423 К, но резко снижалась при дальнейшем повышении температуры. Уменьшение Прочность на разрыв в основном проявлялась в течение первых 2–3 мин отжига. Атомно-зондовая томография и просвечивающая электронная микроскопия показывают, что пластинчатая структура сохраняется до 523 К.После После отжига при 673 K в течение 30 мин в поперечных сечениях наблюдались крупные (суб) зерна гексагонального феррита со сфероидизированным цементитом, преимущественно расположенные в тройных стыках. C и Si сегрегировались на (суб) границах зерен, в то время как Mn и Cr обогащались на границах фаз феррит / цементит из-за их низкой подвижности в цементите. Признаков перекристаллизации не обнаружено. обнаруживается даже после отжига при 723 К в течение 30 мин. Стабильность предела прочности на разрыв при низкотемпературном отжиге (<473 K) и его резкое падение при высокотемпературном отжиге (> 473 K) обсуждаются на основе наноструктурных наблюдений.

Структура и скорость образования перлита

Часто задаваемые вопросы | Supreme Perlite в Портленде, штат Орегон

Что такое перлит?

Перлит – это встречающаяся в природе кремнистая порода, которая расширяется в 4-20 раз по сравнению с первоначальным размером при быстром нагревании примерно до 1700 ° F.На самом деле вспученный перлит – это «вспученный камень», который является инертным, легким, стерильным, долговечным, негорючим, не содержит асбеста, нетоксичен, устойчив к гниению и паразитам и имеет нейтральный pH.

Как перлит расширяется?

Два типа воды, h3O и OH (отрицательно заряженная вода гидратации) содержатся и связаны внутри перлитовой руды. При быстром нагревании до подходящей температуры силикатная структура перлита размягчается, и оба типа воды превращаются в пар, раздувая или расширяя вязкую массу в стекловидную силикатную пузырьковую пену, состоящую из крошечных закрытых воздушных ячеек внутри, окруженных чрезвычайно большой поверхностью разбитых пузырьков. состав.В качестве аналогии представьте себе попкорн.

Каковы физические свойства перлита после расширения?

Перлит представляет собой естественную комбинацию смешанных стеклообразных силикатов, что делает его инертным и стойким к химическому воздействию, за исключением горячей концентрированной щелочи и плавиковой кислоты. Он снижает теплопроводность, негорючесть (плавится при температуре выше 2000 ° F) и не обладает буферной способностью. Каждая частица перлита напоминает стеклянную пену из пузырьков. Внутренняя структура состоит из множества крошечных закрытых заполненных воздухом ячеек.Эта структура придает легкость, естественные изоляционные свойства и ограниченную прочность на сжатие. Жидкости не могут проникнуть в клетки. Наружная поверхность перлита состоит из разбитых пузырьков, окружающих замкнутые пенистые ячейки, и является открытой, чрезвычайно большой и зазубренной. Эта неровная поверхность адсорбирует или удерживает вещества, что делает ее идеальной фильтрующей средой. В садоводстве поверхность перлита помогает сохранять посадочные среды открытыми и легкими. Он обеспечивает проход воздуха и влаги к корням растений.Он удерживает влагу и питательные вещества для усвоения корнями с течением времени. Высокое капиллярное действие перлита способствует гидропонному выращиванию, а его острота может уничтожать вредителей, а также действовать как полирующий агент и скруббер в различных продуктах.

Какие элементы содержатся в перлите?

Типичный элементный анализ показывает, что перлит содержит кремний, алюминий, калий, натрий в сочетании с кислородом и другими микроэлементами. Каждое месторождение перлитовой руды имеет отдельные и различные соотношения этих смешанных стеклообразных силикатов, что объясняет, почему определенные месторождения лучше подходят для конкретных применений.См. Брошюру «Физические характеристики перлита» на нашем веб-сайте для получения информации о типичном элементном анализе перлита.

Перлит бывает разного размера и веса?

Перлит доступен в форме сырой руды и в виде продуктов с расширенным содержанием. Плотность колеблется от 80 фунтов / куб. футов для руды и всего 3,0 фунта / куб. футов при расширении. Конкретное приложение определяет, какой сорт продукта наиболее совместим.

Какие перлитовые продукты предлагает Supreme Perlite?

В определенных случаях мы можем адаптировать продукты для вашего конкретного использования.В основном мы производим продукцию для садоводства, строительства и промышленности. Садоводческий перлит стерилен и имеет нейтральный pH. При использовании в среде для размножения и посадки обеспечивает отличную аэрацию и дренаж. Он также осветляет среду и увеличивает общее поровое пространство для здорового роста и развития корней. Перлит сохраняет среду открытой и рыхлой, поэтому растения можно пересаживать с минимальным разрывом корней. Эти надоедливые садовые сорняки тоже легко вырвать!

Помогает ли перлит удобрять растения?

№Перлит стерилен и не выделяет питательных веществ. Однако перлит будет удерживать влагу и питательные вещества на своей поверхности для использования растением. Необходимо использовать обычные режимы внесения удобрений и полива. Перлит не обеспечивает буферизации или катионного обмена.

Как я могу узнать, добавлен ли в мою посадочную смесь перлит?

Проведите “маленькую белую частицу” с помощью теста большого пальца руки. На северо-западе есть три распространенных почвенных добавки, все они белые или кремовые. Вставьте миниатюру в середину частицы.Если отскакивает, то это полистирол. Если он устойчив к поломке, то это пемза. Если вы можете вставить гвоздь в него с умеренным сопротивлением, это перлит!

Чем помогает легкий вес перлита?

Уменьшенный вес носителя облегчит нагрузку рабочих при работе с растениями или средами. Более легкие посадочные материалы снижают вероятность травм рабочего. Кроме того, снижение веса при транспортировке приводит к тому, что на грузовик отправляется больше продукции.

Может ли ландшафтный дизайнер получить выгоду от использования перлита?

Совершенно верно! Перлит изменяет структуру почвы.Глинистые почвы будут лучше дренироваться, а песчаные и засушливые почвы будут удерживать больше влаги. На посадочных площадях с добавками перлита легче работать, поэтому выдергивание сорняков становится несложным. Сады на крышах, балконы и передвижные цветочные горшки могут выиграть от уменьшения веса. Полностью орошенная почва весит до 125 фунтов. за куб. футов, тогда как хорошо смоченная смесь перлита и торфяного мха весит всего 40 фунтов. за куб. ft.

Почему перлит используется в строительстве?

Перлит заменяет песок или более тяжелые заполнители в бетонных и штукатурных смесях для уменьшения веса и улучшения теплоизоляции и противопожарной защиты.Перлит естественно негорючий, устойчивый к теплопередаче и легкий. Использование более легких перлитовых материалов означает, что, в свою очередь, конструктивные элементы здания могут быть меньше, легче и дешевле.

В каких строительных конструкциях используется перлит?

Применения легкого перлитобетона и штукатурки включают строительство настила крыши, ненесущие навесные стены, заполнение полов, плиты на уровне грунта, плавающие полы, системы облицовки дымоходов, изоляцию подземных труб, кирпичи, черепицу, сердцевины противопожарных дверей, лучистые пол с подогревом, дно подземного бассейна и утеплитель с сыпучим наполнением.

Как насчет использования перлита в изоляции?

Коэффициент R перлита составляет почти 3,0 на дюйм при 6 фунтах / куб. фут. плотность. Он регистрирует 0,0,0 в испытаниях на огнестойкость ASTM E-84 для распространения пламени, количества топлива и плотности дыма. Перлит строительного качества заливается прямо из мешка в блок CMU и стенки полости. Конструкция UL U905 показывает, что 2-часовая огнестойкость бетонной стены 8 дюймов, 10 дюймов или 12 дюймов улучшается до 4 часов, если ячейки заполнены перлитовой изоляцией.

Какие промышленные применения выигрывают от перлита?

Перлит – это используется в качестве наполнителя, наполнителя и текстурирующего агента во многих продуктах.Он вытесняет дорогие смолы и снижает удельный вес. Применения наполнителя Perlite включают герметики, текстуры, соединения и соединения ленты, краски, полироли, чистящие средства для рук и взрывчатые вещества. Дополнительные области применения включают фильтрацию, очистку сточных вод, очистку от масла, отверждение шлама, экзотермические покрытия, обработку шлака, изоляционные огнеупоры, буровой раствор низкой плотности, литейный стержень и формы, формованные изделия, транспортировочную грунтовку и адсорбент.

Каковы будущие применения перлита?