空心玻璃微珠（HGM）是一種無機非金屬材料，以其耐磨、耐腐蝕、防輻射、低吸水率和化學穩(wěn)定性等特性，在建材、橡膠、涂料、航海和航天等多個領(lǐng)域中作為填充劑被廣泛應(yīng)用。其抗壓強度作為關(guān)鍵性能指標，對應(yīng)用和產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響。

根據(jù)Paul W. Bratt等人提出HGM理論破裂強度公式：

HGM的抗壓強度受其壁厚、外徑和組分影響。HGM粉體由不同粒度顆粒構(gòu)成，需綜合考慮粒度及其分布。而直接測量HGM的壁厚是一項非常耗時的工作，但通過真密度儀來評估其厚度將會更為容易。精確測量和分析HGM的粒徑分布和密度有助于了解其在不同應(yīng)用中的性能表現(xiàn)，優(yōu)化填充量和加入方式，提升復(fù)合材料性能和穩(wěn)定性。

原理和設(shè)備

Bettersize2600激光粒度分析儀采用Mie理論，通過測量顆粒對激光的衍射角度和強度，迅速獲取顆粒的粒徑及分布信息，測試速度快，僅需1分鐘即可輸出數(shù)據(jù)結(jié)果。

BetterPyc380多功能真密度儀基于理想氣體狀態(tài)方程，利用氣體置換法，通過測量樣品倉膨脹到擴展倉前后的壓力值計算樣品的體積，進而得到真密度。該儀器測試速度快，且對樣品無損傷，是一種高效的密度測試方法。

本文采用Bettersize2600激光粒度分析儀和BetterPyc380多功能真密度儀，對四組相同材質(zhì)的HGM的粒度分布和真密度進行檢測，并對測試結(jié)果進行分析，以探究其與抗壓強度之間的相關(guān)性。

測試結(jié)果和討論

表1為四組樣品的粒度典型值和真密度數(shù)據(jù)。可知HGM-1與HGM-2樣品粒徑及分布基本相同，其真密度分別為0.6033g/cm³和0.3842g/cm³。根據(jù)HGM理論破裂強度公式，兩者的抗壓強度分別為83MPa和38MPa。當直徑r一定時，具有較大真密度其壁厚h越大，相應(yīng)的形狀因子越小，抗壓強度越大。測試結(jié)果與理論預(yù)期一致。

通過對比HGM-2、HGM-3和HGM-4號樣品，我們看到，隨著粒徑的減小，真密度（壁厚h）和抗壓強度都呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。根據(jù)抗壓強度理論公式可知，當確定樣品的化學組成時，形狀因子越小，其抗壓強度越大。如圖1所示。

結(jié)論

• 對于相同配方的空心玻璃微珠，通過控制粒徑和真密度能夠制備出具有不同抗壓強度的產(chǎn)品。

• 在滿足特定粒徑要求的情況下，可通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝以提高空心玻璃微珠的真密度，提升其抗壓強度。

• 百特Bettersize2600激光粒度分析儀和BetterPyc380多功能真密度儀，能夠為空心玻璃微珠的設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用提供有效的檢測手段。