Перлит в материаловедении: свойства и применение

Перлит в материаловедении: свойства и применение

• Перли́т (от фр. perle «жемчужина») — одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — сталей и чугунов: представляет собой эвтектоидную смесь двух фаз — феррита и цементита (в легированных сталях — карбидов). Перлит — продукт эвтектоидного распада (перлитного превращения) аустенита при сравнительно медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов ниже 727 °C. При этом γ-железо переходит в α-железо, растворимость углерода в котором составляет от 0,006 до 0,025 %; избыточный углерод выделяется в форме цементита или карбидов. В зависимости от формы различают перлит пластинчатый (основной вид перлита; обе фазы имеют форму пластинок) и зернистый (округлые зёрнышки, или глобули, цементита располагаются на фоне зёрен феррита). С увеличением переохлаждения растёт 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 называют сорбитом и трооститом.

Источник: Википедия

В пределах первой группы выделяются подгруппы: а) с каркасной структурой цеолитового типа; характерной особенностью слагающих их породообразующих минералов является жесткая трехмерная кристаллическая решетка с развитой системой внутренних микропор, обуславливающих высокую адсорбционную и обменную емкость, которая реализуется во внутрикристаллических полостях и соединяющих их каналах; б) с ленточно-слоистой и слоистой структурой как разбухающих, так и не разбухающих глинистых минералов. К разбухающим относятся минералы группы смектитов и палыгорскита (основных составляющих бентонитов и палыгорскитовых глин). Им присуща адсорбция и ионный обмен на плоскостях слоистых агрегатов. Неразбухающими (или слаборазбухающими) являются глаукониты и вермикулит, обладающие преимущественно ионообменными свойствами.В группе аморфных природных минералов выделяют: а) силикатные породы опалового типа, в основе которых лежит молекулярный обмен, обусловленный поверхностногидроксильными активными центрами. Для данного типа промышленное значение имеют опалкристобалитовые породы – диатомиты, опоки, трепелы и, в меньшей степени, перлиты; б) алюмосиликатные адсорбенты, представляющие природную смесь твердого геля (в основном гидроксидов кремния и алюминия) (G. Crespo, et al., 1993; K. Hatjilazaridou, et al., 1998; Christie A.B., et al., 2000). К ним можно отнести также бокситы и аллофоны.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое перлит в материаловедении

Что такое дом для растения? Отнюдь не красивый цветочный горшок, который располагается на уютном подоконнике. Дом для растения это грунт, который питает, удерживает корни и помогает расти и развиваться.

Качество грунта, влажность, содержание органических и минеральных веществ для растения имеет такое же значение, как и наличие питательных веществ в пище для нас. Вот для чего нужен перлит для комнатных растений.

Поскольку дренаж воды и аэрация так важны для здоровья растений, понимание того, как используется перлит и как он может улучшить вашу почву, поможет вырастить сильные домашние цветы и даже огородные культуры.

Эта почвенная добавка настолько полезна, что всем цветоводам, да и вообще тем, кто интересуется полезной и красивой флорой, очень важно знать, как использовать перлит для комнатных растений и не только. После прочтения нашей статьи вопрос — зачем для растений перлит отпадет сам собой, и вы тоже будете покупать его, чтобы он был под рукой в случае необходимости.

Что такое перлит?

Перлит — это минерал природного происхождения, который добавляют в почву.

Как выглядит перлит для растений? Он похож на маленькие кусочки полистирола — такой же гранулированный материал белого цвета. Но на самом деле сделан из вспененного вулканического стекла, нагретого до 1000°C. Он легок, стерилен, прост в обращении и долговечен, не является ни щелочным, ни кислотным.

Перлит часто встречается в почве для комнатных растений и во всевозможных стартовых смесях, которые покупаются в цветочных магазинах. Поэтому, приобретя зеленого «питомца», не стоит расстраиваться, увидев такие белые комочки — они очень важны и помогают сохранять жизнь комнатным цветам, пока те путешествуют из теплиц к покупателям.

Свойства перлита для растений

Перлит имеет ряд уникальных свойств, которые делают его незаменимым для комнатных растений:

• Дренаж воды: Перлит способствует良ному дренажу воды в почве, предотвращая ее застой и корневую гниль.
• Аэрация: Перлит обеспечивает хорошую аэрацию почвы, позволяя корням растений дышать и получать необходимые питательные вещества.
• Стерильность: Перлит стерилен, что означает, что он не содержит вредных микроорганизмов, которые могут навредить растениям.
• Легкость: Перлит легок и прост в обращении, что делает его идеальным для использования в комнатных условиях.
• Долговечность: Перлит долговечен и не разлагается с течением времени, что означает, что он может быть использован повторно.

Применение перлита для комнатных растений

Перлит можно использовать в различных способах для улучшения качества почвы для комнатных растений:

• Добавка в почву: Перлит можно добавлять в почву в соотношении 10-20% от общего объема.
• Создание смеси: Перлит можно смешивать с другими компонентами, такими как торф, компост и песок, для создания идеальной почвенной смеси.
• Улучшение дренажа: Перлит можно использовать для улучшения дренажа в горшках и контейнерах.

Выводы

Перлит - это незаменимый компонент для комнатных растений, который обеспечивает 良ной дренаж воды, аэрацию и стерильность. Его легкость, долговечность и простота в обращении делают его идеальным для использования в домашних условиях. Используя перлит, вы можете создать идеальную почву для своих комнатных растений и обеспечить им здоровый рост и развитие.

Отнюдь не красивый цветочный горшок, который располагается на уютном подоконнике. Дом для растения это грунт, который питает, удерживает корни и помогает расти и развиваться.

Качество грунта, влажность, содержание органических и минеральных веществ для растения имеет такое же значение, как и наличие питательных веществ в пище для нас. Вот для чего нужен перлит для комнатных растений.

Польза перлита для растений

Поскольку дренаж воды и аэрация так важны для здоровья растений, понимание того, как используется перлит и как он может улучшить вашу почву, поможет вырастить сильные домашние цветы и даже огородные культуры.

Эта почвенная добавка настолько полезна, что всем цветоводам, да и вообще тем, кто интересуется полезной и красивой флорой, очень важно знать, как использовать перлит для комнатных растений и не только.

Что такое перлит?

Перлит — это минерал природного происхождения, который добавляют в почву.

Он похож на маленькие кусочки полистирола — такой же гранулированный материал белого цвета. Но на самом деле сделан из вспененного вулканического стекла, нагретого до 1000°C.

Он легок, стерилен, прост в обращении и долговечен, не является ни щелочным, ни кислотным.

Практический пример использования перлита

Перлит часто встречается в почве для комнатных растений и во всевозможных стартовых смесях, которые покупаются в цветочных магазинах.

Так что, приобретя зеленого «питомца», не стоит расстраиваться, увидев такие белые комочки — они очень важны и помогают сохранять жизнь комнатным цветам, пока те путешествуют из теплиц к покупателям.

Какие свойства имеет перлит

Существует несколько разновидностей перлита, которые применяются в разных сферах, но наиболее востребованными из них является вспученный и пластинчатый.

Вспученный перлит применяется только в сельском хозяйстве, тогда как в строительстве, нефтяной промышленности, металлургии, медицине и в пищевой промышленности наиболее распространен именно пластинчатый перлит. Рассмотрим их под отдельности, что позволит понять, для чего нужен каждый из видов перлита для растений и строительства.

Вспученный перлит

Вспученный перлит – это природный перлит, который обжигают под высокими температурами в специальных печах. Благодаря воздействию на породу температурой от 850 до 1250 °С она разбухает и раскрывается как поп-корн. В зависимости от того, какие размеры получит вспученный перлит, он может быть зернистым или же напоминать щебень.

Другое название вспученного перлита – агроперлит , так как именно его используют аграрии.

Вспученный перлит отличается следующими характеристиками:

1. Долговечность.
2. Огнестойкость (до 900 °С).
3. Теплоизоляция.
4. Звукоизоляция.
5. Хорошая впитывающая способность (впитывает до 400 % своего веса).
6. Биологическая стойкость (у вспученного перлита нет склонности к гниению, в нем не селятся микроорганизмы, насекомые, грызуны).
7. Экологическая чистота и стерильность.

Очень часто вспученный перлит используют для рассады, которая требует много влаги и при этом отличается чувствительностью к скачкам температуры. Но все же самой востребованной сферой использования остается цветоводство, так как перлит для цветов – это и дренажная система, и система предотвращения пересыхания верхнего слоя почвы в горшке. Возможно подобное благодаря тому, что перлит имеет способность накапливать влагу, а потом отдавать ее почве.

Технические характеристики вспученного перлита

1. Насыпная плотность:
   • перлитовый песок: 45…200 кг/м3 (в зависимости от размера частиц);
   • перлитовый щебень: до 500 кг/м3.
2. Размер частиц: 1…10 мм.
3. Негорючий, огнестойкий (на основе перлита изготавливают теплоизоляционные и огнестойкие штукатурки).
4. Пористость 70…90%.
5. Выдерживает температуру в диапазоне: — 200оС …900оС.
6. Низкая теплопроводность: 0,043…0,053 Вт/мК.
7. Гигроскопичный материал (способный поглощать влагу и отдавать ее наружу, не ухудшая своих свойств).
8. Относительно низкая стоимость: 300…400 грн/м3.

Пластинчатый перлит

Пластинчатый перлит имеет более широкую сферу использования, и вопрос, для чего он нужен, в первую очередь приводит нас к строительной отрасли. Благодаря добавлению перлита в состав строительных материалов получается существенно повысить их устойчивость к возгораниям.

К тому же благодаря перлиту строительные конструкции становятся более прочными, легкими и менее объемными. Применяется пластинчатый перлит в таких промышленных отраслях:

1. Добыча нефти и газа. Поскольку перлит является хорошим адсорбентом, его используют для впитывания мазута и бензина, которые впоследствии просто выжигаются из него.
2. ЖКХ. Перлит используют для очистки воды в городском водопроводе.
3. Пищевая сфера. Перлит применяется в качестве фильтра для очистки сахарных сиропов и растительных масел.
4. Экология. Благодаря перлиту проводятся активные очистки водоемов и земель, которые пострадали от промышленных загрязнений. С этой целью может применяться и вспученный перлит.
5. Металлургия. Благодаря добавлению перлита в сплавы получается добиться перлитной структуры стали.
6. Медицина. Перлит применяется в качестве фильтра для медпрепаратов.

Знаете ли вы? Перлит используется даже в кальянах. Для этой цели его пропитывают пропиленгликолем и разными ароматизаторами, после чего закладывают в кальян вместо табака.

Как образуется перлит

Сразу стоит указать, что перлитные стали принято относить к слаболегированному и среднелегированному типам. Когда их отожгут или прокатают на специальном оборудовании, можно обрабатывать конструкции самыми разными режущими приспособлениями. С химической точки зрения перлитная сталь традиционно представляет собой смесь железа с углеродом. Перлитом металловеды называют эвтектоидное сочетание феррита и цементита. Эта микроструктура появляется при относительно медленном понижении температуры менее чем до 727 градусов.

Одновременно гамма-железо переходит в другую форму — альфа-железо. Этот процесс сопровождается понижением концентрации углерода. В доэвтектоидной стали содержится довольно много феррита. Дисперсность сплава определяется степенью его переохлаждения в процессе производства.

Относительное количество углерода может гибко варьироваться, но оно не может превосходить 2,14%.

При этом суммарная доля легирующих компонентов должна достигать максимум 5%. Такие особенности химического состава позволяют добиться отличного результата и получать превосходные сплавы почти любого назначения. Необходимо понимать при этом, что перлит эвтектоидной стали отличается от сорбита и троостита только уровнем дисперсности. Чем она выше, тем тверже и прочнее оказывается образец. Поэтому варьирование этих структур не менее актуально, чем корректировка по углероду.

Кристаллическая решетка сталей меняется несколько раз, при различных температурах — 768, 898, 910 и 1390 градусов. Пластинчатый перлит получается в том случае, если сплав стремительно остужают, и входящий в его состав цементит приобретает форму пластинок на микроуровне. Но если остужать заготовку еще быстрее, вместо этой микроструктуры получатся совершенно другие образования.

Характерное для перлита влияние на свойства стали — не только увеличение прочности и повышение твердости, но и уменьшение подвижности диспозиций; сульфидно-оксидная коррозия вполне вероятна, однако существенную опасность имеет только при высоких температурах.

В каких материалах встречается перлит

Перлит состоит из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита и образует отдельные колонии. Суммарная толщина пластинок феррита и цементита  зависит от скорости охлаждения: чем она выше, тем на меньшее расстояние успеет пройти диффузия, и тем тоньше пластинки, а значит и меньше подвижность дислокаций и выше прочность и твердость. При Vохл~5°/сек межпластинчатое расстояние ~1 мкм, и такой эвтектоид называется перлитом-крупнопластинчатая эвтектоидная колония.( его твердость по Бринеллю НВ~2000МПа). При Vохл~50°/мин межпластинчатое расстояние ~0.2..0.4 мкм, и он называется сорбитом-средняя толщина пластинок ( НВ~2500…3000МПа). При Vохл~50°/сек получается эвтектоид с межпластинчатым расстоянием ~0.1 мкм, он называется троостит-малая толщина пластинок (НВ=4000МПа)

40. Модифицирование чугунов. Механизм и получаемые свойства.

Включения графита в серых чугунах аналогичны трещинам, они понижают его механические св-ва. Поэтому серые чугуны- материалы хрупкие и не выдерживают заметных растягивающих нагрузок. Для улучшении механических св-тв в жидкий чугун добавляют магний (ок. 0.1%)(или цезий и некоторые другие редкоземельный металлы), который изменяет форму включений графита. Такая обработка жидкого чугуна называется модифицированием. Модифицирование изменяет поверхностное натяжение графита, и, в результате, кристаллы графита срастаются, образую компактные сфероидальные включения. Такой графит называется шаровидным. Серый чугун с шаровидным графитом имеет существенно более высокие мех. св-ва: прочность и пониженную хрупкость, и называется высокопрочный чугун. Также такой чугун обладает лучшей износостойкостью и более высокой коррозионной стойкостью.

41. Классификация легирующих элементов по влиянию на аллотропические превращения железа.

Все растворимые в твердом железе элементы можно разделить на две группы по их действию на его аллотропию. 1-я группа объединяет элементы, расширяющие теипер-ый интервал сущ-ия γ-фазы в сплавах с Fe( γ –стабилизаторами).расширение связвно с ↓ Т А3 и ↑А4 при ↑ концентрации лег.эл-та. К γ -стабилизаторам относятся Ni, Mn, Co, Cu, C, N и некоторые другие элементы. 3 первых эл-та при большой концентрации полностью открывают γобласть(α -фаза не появляется), остальные лишь расширяют ее. 2-я группа объединяет легирующие элементы, расширяющие в сплавах с Fe теипер-ый интервал существования α-фазы(α-стабилизаторы). Они понижают А4 и повышают точку А3. приводит к тому, что при опред. концентрации таких эл-тов критические тчк А4 и А3 сливаются и область существования γ-фазы исчезнет. α-стабилизаторы: Si, Cr, Mo, V, W, Zr, Ti, B, Nb. 5 первых эл-та при опред-й конц закрывают обл сущ γ-фазы, остальные лишь сужают ее.

42. Механизмы влияния легирующих элементов на свойства и структуру сплавов.

Первая группа объединяет элементы, расширяющие температурный интервал – расширение области γ-фазы связано с понижением температуры А3 и повышением А4 при увеличении концентрации легирующего элемента. Следовательно, сплавы, при определенном содержании легирующего элемента, не испытывают превращений  гамма-альфа и при всех температурах представляют твердый раствор легирующего элемента в гамма-железе. Такие сплавы называются аустенитными. Сплавы, частично претерпевающие изменение гамма-альфа, называются полуаустенитными. Вторая группа объединяет легирующие элементы в сплавах с железом, сужающие температурную область существования γ-фазы - понижают А4 и повышают А3. Это приводит к тому, что при определенной концентрации таких элементов критические точки А3 и А4 сливаются и область существования гамма-фазы исчезает. При определенном содержании легирующего элемента, сплавы при всех температурах состоят из твердого раствора легирующего элемента в альфа-железе. Такие сплавы называют ферритными, а сплавы, испытывают лишь частичное превращение –полуферритными.

Как влияет перлит на механические свойства материалов

Перлит - это легкий и пористый материал, который используется в разных отраслях промышленности, включая строительство, сельское хозяйство и горнодобывающую промышленность. Технология производства перлита включает несколько этапов.

Первым этапом является добыча перлитовой руды. Руда дробится на более мелкие куски и проходит через процесс гомогенизации, чтобы получить однородный материал.

Затем руда подвергается нагреванию в специальных печах. В результате нагревания вода, содержащаяся в руде, превращается в пар, что приводит к образованию характерных пористых структур в материале.

Полученный перлит охлаждается и проходит процесс сортировки по размеру частиц для получения требуемой фракции. Затем перлит обрабатывается, чтобы удалить пыль и другие загрязнения.

Перлит, произведенный с использованием высоких технологий, отличается высокой прочностью, теплоизоляционными свойствами и химической стабильностью. Он широко применяется в строительстве, особенно для утепления и звукоизоляции стен и перекрытий.

Технология производства перлита постоянно совершенствуется. Исследования и разработки направлены на улучшение качества материала и оптимизацию производственных процессов.

Проект по вспучиванию перлита

НЕВЕРОЯТНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, КОТОРЫЕ СТОИТ УВИДЕТЬ

Перлит Brozex - современный тепло и звукоизолирующий материал

Печь для расширения перлита с закрытыми порами / производитель печи для стекловидных микросфер

ЛУЧШИЙ УТЕПЛИТЕЛЬ КОТОРОМУ НЕТ РАВНЫХ! Пеностекло производство. Как утеплить дом. Строительство дома

Для чего перлитовый песок?

Какие методы используются для получения перлита

Понятно из названия, что в основе инновационной перлитовой штукатурки перлит. В штукатурной смеси он заменяет обычный песок. Из-за этого штукатурка приобретает уникальные свойства. Почему? Давайте разберёмся, что собой представляет перлит.

Перлит — горная порода вулканического происхождения. Внешне похож на обычный песок. Хотя изначально имеет более крупные гранулы, но его измельчают, чтобы было удобнее использовать в строительстве.

Можно встретить перлитовый песок белого цвета и близких оттенков: бывают напоминающие жемчуг, кремовые, желтоватые. Встречается и перлит чёрного оттенка, коричневого, красно-бурого, зелёного. Перлитовая штукатурка «Термокомплекс» для внутренней отделки имеет финальный белый цвет, штукатурка универсальная — светло-кремовый, смесь для пола — серый.

Сфера применения перлита достаточно широка: этот материал нужен в сельском хозяйстве для выращивания растений, в нефтегазовой промышленности в качестве адсорбента, в ЖКХ для очистки воды, в пищевой промышленности для очистки сиропов, соков, масел, хорош перлит для удаления загрязнений поверхностей водоёмов, к примеру, чтобы снять масляные пятна, используется и для очистки загрязнённых земель.

Перлит — пористый материал, что обеспечивает низкую проводимость тепла и холода. С другой стороны, перлит «дышит», не препятствует выходу из помещения влажного воздуха.

Штукатурные смеси на основе перлита пластичны, наносить слой такой штукатурки легко даже новичку. Готовый перлитовый раствор не засыхает порядка 3 часов, то есть мастеру можно сразу подготовить много материала и не спеша наносить его на стену, что даёт дополнительную выгоды во время отделочных работ.

Если штукатурный состав сохнет дольше, то понятно, что и нанесённая на стену перлитовая штукатурка будет немного дольше высыхать, чем штукатурка на основе песка. Зато крепость финишного слоя в итоге значительно выше.

Перлитовая штукатурка отлично защищает стену и устойчива не только к неблагоприятным погодным условиям, но и к прямым физическим воздействиям: сколам, царапинам, выбоинам. Но и это ещё не все преимущества, которые даёт перлит при выполнении штукатурных работ.

Вам понадобится меньше штукатурки. Если на 1 м² стены при нанесении слоя в 1 см нужно 16-18 кг цементно-песковой штукатурки, 8-9 кг гипсово-песковой, то гипсово-перлитовой нужно всего 3-3,5 кг. И не имеет значения, выполняется внешняя отделка или внутренняя.

Давайте выделим и другие важные качества перлита.

• Низкая тепло- и звукопроводимость. Пористость данного материала доходит до 85%, а воздух — один из лучших природных изоляторов.
• Можно сказать, что перлит вообще не горюч: выдерживает температуру до +1 260 градусов. Но и при этой температуре он не горит, а плавится.
• Выдерживает действительно жуткие морозы — до - 200 градусов. Строго говоря, таких в природе не случается.
• Перлит — природный минерал, значит, абсолютно экологичен, даже при сильном нагреве не выделяет отравляющих веществ.
• Влагостоек и при этом «дышит». Поглощает влагу в больших объемах и быстро её отдаёт, не теряя своих свойств.

Эти свойства перлита делают штукатурки на его основе действительно уникальными. Стоит отметить, что срок жизни перлита не ограничен.

Какие области применения имеет перлит

Чистый металл имеет серебристо-серый цвет и обладает пластичностью и ковкостью. Самородные слитки, которые можно встретить в природной среде, отличаются ярко выраженным металлическим блеском и значительной твердостью. Особым качеством материала является электропроводность, позволяющая использовать его для передачи тока с помощью свободных электродов.

Железо применяют повсеместно в разных сферах производства, что объясняется свойствами материала. В неизменном виде этот металл не используют, к основе обязательно добавляют разные примеси. В процентном соотношении иные металлические добавки составляют около 0,8 %. Главные характеристики железа:

• температура плавления — 1539 градусов;
• коэффициент твердости по Бринеллю — 350–450 Мн/м2;
• удельная масса — 55,8;
• уровень плотности — 7,409 г/см3;
• теплопроводность при комнатной температуре — 74,04 Вт/(м·К);
• показатель электропроводности — 9,7·10-8 Ом·м.

На практике используют металлы с разными стабилизирующими добавками, которые делают сплав пригодным для производства деталей и конструкций.

Сплавом называется смесь нескольких компонентов, металлов и неметаллов, соединение которых осуществляется в жидком состоянии.

В составе веществ часто присутствуют разные примеси. Они могут быть полезными и улучшать характеристики металла, и вредными, негативно влияющими на эксплуатационные свойства сплава. Также примеси делят на специально добавленные в раствор и случайно попавшие в сплав. Добавки придают металлу необходимые механические свойства.

В результате остывания раствора формируется твердое вещество, химическое соединение или механический сплав. Первый вариант предполагает, что доминирующий компонент остается без изменений, а дополнительный включен в вещество в виде отдельных атомов.

Химическое соединение характеризуется наличием новой кристаллической решетки, где элементы образуют связи между собой. Механическая смесь представляет собой разнородный сплав, внутри которого находятся вещества с неизменными кристаллическими структурами.

В зависимости от главного элемента сплавы делят на группы. Например, сплавы железа называют черными. В группу входят стали и чугуны.

Сплавы с основой из алюминия, магния, титана и бериллия имеют относительно небольшую плотность и называются легкими. Составы на основе меди, свинца, олова называются тяжелыми цветными сплавами.

Легкоплавкие цветные металлы обязательно имеют в составе цинк, кадмий, олово, свинец, висмут. Сплавы с молибденом, ниобием, цирконием, вольфрамом, ванадием и другими относятся к тугоплавким цветным металлам.

Для производства множества изделий, элементов и конструкций чаще всего используют сплавы железа с углеродом. В специальной литературе их обычно называют железоуглеродистыми сплавами. К ним относятся стали и чугуны. Отличие одного вида металла от другого определяется величиной содержания углерода в сплаве. В сталях его доля составляет менее 2,14 %. В чугуне этот компонент превышает данный показатель.

Такие сплавы железа, как чугун, сталь, наиболее часто используют для современной техники. Доля их производства в десять раз превышает общий объем всех остальных металлов.

Как отличается перлитный сплав от других типов сплавов

Распределение перлита в стали в зависимости от содержания углерода.

Перлитное превращение — эвтектоидное превращение (распад) аустенита , происходящее ниже 727°С (по другим источникам 723°С) и заключающееся в одновременном зарождении и росте внутри аустенита (ɣ-фаза) двух новых фаз: феррита (ɑ-фаза) и цементита (Fe₃C) имеющих пластинчатую форму. Схематически процесс описывается формулой:

ɣ→ɑ+Fe₃C

Перлитное превращение происходит в сталях, содержащих более 0,025 %С (по массе), а также в белых и серых чугунах (за исключением чугунов на ферритной металлической основе).

Структура, образующаяся в результате превращения, называется перлитом и она состоит из тонких чередующихся пластинок (кристаллов) феррита и цементита. Составы всех трёх фаз при медленном охлаждении строго определён: в нелегированной стали или чугуне

• аустенит содержит 0,8 %С
• перлит состоит из:
  • феррит — 0,025 %С
  • цементит — 6,67 %С (по массе).

Отсюда следует, что пластинки феррита в 7,3 раза толще пластинок цементита.

При снижении температуры ниже 727°С скорость превращения увеличивается, достигает максимума при ~550°С и затем уменьшается, падая почти до нуля при ~200°С. Чем ниже температура превращения тем меньше толщина пластинок и выше прочностные свойства. Абсолютная толщина пластинок перлита (межпластинчатое расстояние, период структуры) меняется обычно от нескольких мкм (и тогда их можно различить в рядовом оптическом микроскопе), до десятых долей мкм (пластинки обнаруживаются только при максимальных разрешениях) и до сотых долей мкм (необходим уже электронный микроскоп). Соответствующие дисперсные разновидности перлита называют также сорбит и троостит .

Скорость охлаждения влияет на структуру и свойства смеси феррит + цементит. В результате можно получить качественно одинаковые, но различно называющиеся:

• Перлит — получается при медленном охлаждении, обычно вместе с обладающей тепловой инерцией массивной печью, то есть при отжиге . Примерные свойства: твёрдость  — 200 HB, предел прочности  — 600 МПа, предел текучести  — 300 МПа.
• Сорбит — получается при охлаждении на воздухе (нормализация). Твёрдость — 300 HB, предел прочности — 1000 МПа, предел текучести — 500 МПа.
• Троостит — получается при более высокой скорости охлаждения, обычно в каком-либо минеральном масле. Твёрдость — 400 HB, предел прочности — 1400 МПа, предел текучести — 700 МПа.
• Бейнит — ультра дисперсионный перлит. Твёрдость — 40 — 55 HRС.

Какие факторы влияют на структуру перлита

Для растениеводства важны отличная водо- и воздухопроницаемость перлита. Фото: tuncbotanik.com

• Влагоемкость . Благодаря пористости перлит хорошо удерживает влагу и в то же время обеспечивает хорошее дренажное свойство почвы. Это важно для предотвращения избыточной влаги, которая вызывает гниение корней.
• Аэрация . Структура перлита обеспечивает хороший доступ воздуха к корням растений. Это стимулирует здоровый рост и помогает корневой системе лучше дышать.
• Нейтральный pH . Перлит имеет близкий к нейтральному pH, что позволяет применять его в различных типах почв и субстратов для выращивания растений без влияния на кислотно-щелочной баланс почвы.
• Легкость . Перлит очень легкий материал, что упрощает его смешивание с субстратом и облегчает его рыхление.

Какие недостатки есть у перлита

Несмотря на множество положительных свойств, у перлита есть также несколько недостатков:

• Пористая текстура . Внесение больших количеств перлита может привести к тому, что почва станет слишком воздушной, что, в свою очередь, приведет к ее быстрому высыханию.
• Неспособность к удержанию питательных веществ . Перлит не обладает способностью удерживать питательные вещества, поэтому содержание растений, требующих постоянного доступа к питательным веществам, невозможно без добавления питательного субстрата.
• Экологические аспекты . Добыча и производство перлита могут негативно действовать на окружающую среду из-за выбросов в процессе обработки и транспортировки.
• Пылевые частицы . Использование сухого перлита может привести к образованию пыли, которая может попасть в дыхательные пути.

Эти недостатки не делают перлит менее эффективным, но они могут потребовать большей внимательности при его использовании в растениеводстве.

Как используют перлит в домашнем растениеводстве

Перлит можно использовать как добавку к грунту или дренажный слой. Фото: AdobeStock

Перлит пользуется спросом в домашнем растениеводстве, и вот несколько распространенных способов его использования:

• Добавка к грунту . Перлит можно добавлять в грунт для улучшения его влаго- и воздухопроницаемости. Обычно перлит смешивают с почвой или другими субстратами (например кокосовым волокном или торфом) в объеме от 10 до 50 процентов.
• Дренажный слой . Перлит можно класть на дно горшка в качестве дренажного слоя перед добавлением почвы. Это поможет предотвратить избыточное скопление влаги в горшке и уменьшит риск гниения корней.
• Посев семян . Перлит можно задействовать для посева семян. Его мелкие частицы обеспечивают отличную поддержку для корней и улучшают доступ воздуха к семенам.
• Удержание влаги . Для уменьшения испарения влаги и защиты корней от пересыхания перлит применяют в качестве покрытия поверхности субстрата в горшке.
• Светоотражающий слой . После посадки растения перлит можно распределить на поверхности грунта. Это поможет отражать солнечный свет и уменьшить перегревание почвы.

Как используют перлит в открытом грунте

В традиционном садоводстве перлит добавляют в открытый грунт для улучшения его структуры, дренажа и удержания влаги. Вот несколько способов:

• Добавление в грунт при посадке . Перлит добавляют непосредственно в открытый грунт при посадке растений. Это поможет улучшить дренаж и вентиляцию грунта, что особенно полезно в тяжелых или плотных почвах.
• Создание смеси для рассады . При выращивании рассады в открытом грунте перлит может быть добавлен в почвосмесь для создания легкой и воздухопроницаемой среды, благоприятной для развития корней молодых растений.
• Дренажные слои в грядках . Перлит также может быть полезен в качестве дренажного слоя, распределенного на дне грядок, что поможет предотвратить избыточное скопление влаги и повысить качество среды для корней растений.
• Улучшение вентиляции почвы . Можно равномерно добавить перлит в поверхностный слой грунта для усиления его вентиляции и предотвращения скапливания влаги в верхних слоях почвы.
• Защита корней от перегревания . Распределенный на поверхности субстрата перлит отражает солнечный свет, снижая перегревание почвы и защищая корневую систему от негативных воздействий высоких температур.