稀土电解槽石墨内衬高温氧化过程中孔隙结构演化规律及其分形特征

稀土电解槽石墨内衬高温氧化过程中孔隙结构演化规律及其分形特征

论文摘要

针对稀土电解槽石墨内衬破损问题,采用显微CT研究稀土电解槽石墨内衬在不同氧化时间下内部微观孔隙结构演化特征,考察了孔隙率、孔喉尺寸、孔喉形状因子、孔隙分形维数等参数的变化规律。结果表明:石墨内衬氧化0、1h、2h、3h后的平均孔隙率在逐渐增大,分别为4.02%、8.53%、11.18%、13.35%,孔喉尺寸为5~25μm与孔喉形状因子为0.02~0.05的孔喉数量从17903增加到39388。进一步应用分形理论分析发现:氧化不同时间的石墨内衬孔隙构造均符合分形规律,且随着氧化时间的增大,石墨内衬的氧化腐蚀越来越严重,石墨内衬孔隙分形维数从1.5722增加到1.6985。因此可以间接地用分形维数来判断石墨内衬的氧化腐蚀程度。最后建立了石墨内衬渗透率的分形表达式,由此计算氧化0、1h、2h、3h的石墨内衬理论渗透率分别为0.10μm2、0.25μm2、0.37μm2、0.52μm2。计算结果与其实际渗透率0.09μm2、0.18μm2、0.38μm2、0.57μm2相差不大,可以用此式来预测石墨内衬的渗透率。

论文目录

  • 1 实验
  •   1.1 实验过程
  •   1.2 图像处理及三维重建
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 孔隙特征演化分析
  •     2.1.1 孔隙率分布
  •     2.1.2 孔喉尺寸分析
  •     2.1.3 孔喉形状因子分析
  •   2.2 孔隙结构的分形演化
  •     2.2.1 孔隙结构的分形特征
  •     2.1.2分形维数与渗透率的关系
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘庆生,段旭,谈成亮

    关键词: 石墨内衬,渗透率,多孔介质,氧化,孔隙演化,分形

    来源: 化工进展 2019年03期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 冶金工业

    单位: 江西理工大学冶金与化学工程学院

    基金: 国家自然科学基金(51564019)

    分类号: TF845

    DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1031

    页码: 1468-1475

    总页数: 8

    文件大小: 4793K

    下载量: 63

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