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三禾炭素

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碳素产品抗热震性的初步探讨  

2011-11-21 19:00:12|  分类: 设备 技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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            碳素产品一般在高温和超高温的条件下使用,在电解铝中温度达到1600度;在工业硅冶炼中,石墨电极伸出矿热式电炉铜瓦部分的电极其使用温度往往达到2000度左右,有的温度甚至更高【如电石冶炼最高温度就在2200度】。在实际使用过程中人们对碳素产品的质量考察只有灰分、比重、比电阻等,往往忽视碳素产品的抗热震性,在碳素产品的使用过程中所出现的问题恰恰和抗热震性有很大的关联。由于所有的材料抗热震性是不同的。所以我们三禾炭素认为:探讨碳素产品的抗热震性,是十分必要的。

一、什么是抗热震性。就是材料在高温下使用时,能够经受温度的剧变而本身不受破坏的性能称为抗热震性。曾称热稳定性,热震稳定性,抗热冲击性,抗温度急变性,耐急冷急热性等。热胀冷缩是物理学的一个普遍原理,也就是当温度剧变时,若材料不能及时把热能传导出去,材料的表面和内部产生温度梯度,它们的膨胀和收缩不同而产生内应力,当应力达到极限强度时,材料就会被破坏。

、影响抗热震性的因素。影响抗热震性的因素主要有:材料特性,如材料的热膨胀系数、热导率、弹性模量、体积密度、抗拉强度、杨氏模量等。

热导率在抗热震性指标中有重要的作用。在固体材料中,热传导有两种方式:一种是自由电子流动传导,一种是靠晶格原子的热振动传导。炭素材料就属于晶格导热体。由于碳原子的结构和特性,炭素材料有着非常好的晶格原子热振动传导性,并且这种传导性还随着温度的增加而增加,温度越高,热导率越高。

根据碳素的生产和使用的特性,在一定的生产设备和工艺的条件下,碳素产品在烧结过程中的抗拉强度、体积密度几乎是个定值,如电极糊烧结以后的体积密度是每立方厘米1.4克,石墨电极焙烧品是1.6克,抗拉强度为每平方厘米6兆帕,所以只能从碳素生产设备、工艺的角度去入手。

一般地讲,热膨胀系数越小,材料因温度变化而引起的体积变化小,相应产生的温度应力小,抗热震性越好;热导率大,材料内部的温差越小,由温差引起的应力差越小,抗热震性越好;材料固有强度越高,承受热应力而不致破坏的强度越大,抗热震性好;弹性模量越大,材料产生弹性变形而缓解和释放热应力的能力越强,抗热震性越好。

碳素产品的抗热震性是一个很复杂的参数,在高温下探讨总有三禾炭素认识不到的东西,欢迎同行、同仁指正、讨论。

山西介休三禾炭素网站 www.3hets.com

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