Modeling the possibility of formation of stable phase composite material "water glass-graphite microparticles"

Abstract

Рассматривается существующий опыт разработки физических и химических основ формирования композитных материалов. Выполнен анализ известных из научной литературы решений. Приведено математическое моделирование образования устойчивой фазы композитного материала на примере жидкостекольной композиции с наполнителем графитом микронных размеров. Для описания рассматриваемых процессов использованы методы математического моделирования термодинамических систем и методы математической статистики. Для аналитического решения используются дифференциальные и интегральные уравнения с учетом стехиометрических коэффициентов. Для проведения численных расчетов и программной реализации использовались методы вычислительной математики и прикладного программирования. Приводится расчет энергии Гиббса реакции химического связывания компонентов жидкостекольной композиции. В качестве критерия для модели принята величина концентрации фаз всех компонентов композитного материала. Математическая модель позволяет прогнозировать концентрацию фаз и структуру композитного материла, на основе прогноза рассчитать значения величин, таких как удельная теплоемкость, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса и показать зависимость физических и термодинамических параметров экспериментальных образцов от температуры, и тем самым определить возможность образования устойчивой фазы композиции. Для оценки точности модели использовались меры сравнения среднее абсолютных отклонений (САО) и среднее относительных ошибок в процентах (СООП). Полученные оценки дают основание считать модель пригодной для дальнейших расчетов. Композитный материал с расчетными характеристиками может использоваться в технике, применяемой в чрезвычайных ситуациях, а так же в качестве защитного покрытия для ограждающих и строительных конструкций с целью повышения огнестойкости и снижения пожарной опасности.

Improving the Efficiency of Protection of the Forest Fire Machine against Forest Fires with the Help of Composite Materials

“…the Calculations confirm that the change in the Gibbs energy in the temperature range from 25°C to 400°C has a negative value ΔG<<0 and is significant, namely ΔG<<-30 (kJ/mol). This criterion indicates the possibility of formation of a stable phase of CM [25]. FarEastCon -Materials and Construction II…”