Прогнозирование эксплуатационных качеств материалов в электролизерах, страница 6

Значение работы разрушения отображает количество энергии, необходимой для роста трещины в материале. Более высокое значение говорит, что материал будет более устойчивым к росту трещины, и графит, конечно, является более устойчивым, чем углеродные материалы. Интересно узнать, как эта работа разделяется на составляющие упругой и пластической деформации. Мы можем предположить, что оптимум должен обладать как высоким значением упругой деформации (которое означает, например, прочную микроструктуру), так и высоким значением пластической деформации (которое означает, что возле главной трещины энергия рассеивается в других дефектах, и поэтому больше нет причин для роста трещины). Энергии пластической и упругой деформации для графитовых сортов материалов приведены в таблицах IV и V.

” ^сно оказывают, что изменение энергии пластической и упругой ^формации зависит от материала, направления, в котором был взят образец и «млературы. Горизонтальное направление обычно устойчивее, чем вертикальное направление, и это, конечно же, связано с сопротивлением зерен, так как они обычно ориентированны в горизонтальном направлении. Увеличение энергий между 20°С и

1000^вС также наиболее существенно в горизонтальном направлении и зависит от сорта материала.

Следовательно, чтобы предсказать устойчивость материала к разрушению в электролизере, следует рассмотреть не только показатель прочности на разрыв, но также и кривые сопротивления росту трещин.

ВЫВОДЫ

Для того чтобы лучше прогнозировать эксплуатационные качества материалов в электролизерах были проделаны измерения свойств графитовых материалов при 1000°С. Четко прослеживается различие изменений теплопроводности и электросопротивления между графитовыми и углеродными материалами с ростом температуры, а также прослеживается среди различных сортов графита. При выбранных условиях эксперимента значения измерений электросопротивление графита во время электролиза оставались постоянными.

Механические свойства графита в интервале температур от 20°С до 1000°С увеличиваются. Его поведение становится более хрупким при 1000°С, как было показано во время монотонной нагрузки, также увеличивается его сопротивление к росту трещин (больше или меньше зависит от сорта графита и от исследуемого направления).

Такие измерения могут быть использованы для моделирования электролизера, а также для понимания возможных различий в производительности катодов.

ЛИТЕРАТУРА

1.  Daniel Dumas and Paul Lacroix, "High Temperature Measurement of Electrical Resistivity and Thermal Conductivity on Carbon Materials used in Aluminium Smelters*, Light Metals 1994, 751-760.

2.  Jean-Michel Dreyfus, Benedicte Allard and Michel Lenclud, "Cathode Blocks for Aluminium Reduction Cells: Electrical, Thermal and Mechanical Property Evolution with Temperature", Light Metals 1999, Quebec 1999, 1.5 1-1 64.

3.  Michel Rappaz, Michel Bellet and Michel Deville, Trait6 des Materiaux, 10 (1998) (Presses Polytechniques et Universitaires Romandes), 466.

4.  B. Allard et al., "High Temperature Mechanical Behaviour of Carbon Materials used in Aluminium Smelters*, Light Metals 1995, 783-790.

5.  B. Allard et al., "Characterization of the High Temperature Mechanical Behaviour of Carbon Materials*, Carbon, 32 (5) (1994), 857-865.

6.  B. Allard et al., "Fracture Behaviour of Carbon Materials in Aluminium Smelters*, Liqht Metals 1991, 749-758.

B. Allard et al.,* Fracture Behaviour of Carbon Materials*, Carbon, 29 (3) (1991), 457-