稀土電解槽石墨內(nèi)襯高溫氧化過程中孔隙結(jié)構(gòu)演化規(guī)律及其分形特征

編號(hào)：NMJS07347

篇名：稀土電解槽石墨內(nèi)襯高溫氧化過程中孔隙結(jié)構(gòu)演化規(guī)律及其分形特征

作者：劉慶生 段旭 談成亮

關(guān)鍵詞： 石墨內(nèi)襯 滲透率 多孔介質(zhì) 氧化 孔隙演化 分形

機(jī)構(gòu)： 江西理工大學(xué)冶金與化學(xué)工程學(xué)院

摘要： 針對(duì)稀土電解槽石墨內(nèi)襯破損問題,采用顯微CT研究稀土電解槽石墨內(nèi)襯在不同氧化時(shí)間下內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)演化特征,考察了孔隙率、孔喉尺寸、孔喉形狀因子、孔隙分形維數(shù)等參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明:石墨內(nèi)襯氧化0、1h、2h、3h后的平均孔隙率在逐漸增大,分別為4.02%、8.53%、11.18%、13.35%,孔喉尺寸為5~25μm與孔喉形狀因子為0.02~0.05的孔喉數(shù)量從17903增加到39388。進(jìn)一步應(yīng)用分形理論分析發(fā)現(xiàn):氧化不同時(shí)間的石墨內(nèi)襯孔隙構(gòu)造均符合分形規(guī)律,且隨著氧化時(shí)間的增大,石墨內(nèi)襯的氧化腐蝕越來越嚴(yán)重,石墨內(nèi)襯孔隙分形維數(shù)從1.5722增加到1.6985。因此可以間接地用分形維數(shù)來判斷石墨內(nèi)襯的氧化腐蝕程度。最后建立了石墨內(nèi)襯滲透率的分形表達(dá)式,由此計(jì)算氧化0、1h、2h、3h的石墨內(nèi)襯理論滲透率分別為0.10μm^2、0.25μm^2、0.37μm^2、0.52μm^2。計(jì)算結(jié)果與其實(shí)際滲透率0.09μm^2、0.18μm^2、0.38μm^2、0.57μm^2相差不大,可以用此式來預(yù)測(cè)石墨內(nèi)襯的滲透率。