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

编号：NMJS07347

篇名：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

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

机构： 江西理工大学冶金与化学工程学院

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0.10μm^2、0.25μm^2、0.37μm^2、0.52μm^2。计算结果与其实际渗透率0.09μm^2、0.18μm^2、0.38μm^2、0.57μm^2相差不大,可以用此式来预测石墨内衬的渗透率。