炭陽極裂紋的性能

1 鋁用炭陽極生產(chǎn)
1.1 電解鋁生產(chǎn)
1.1.1 簡(jiǎn)介
1.1.2 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁
1.1.3 霍爾－埃魯特法電解鋁
1.2 陽極原料
1.2.1 制造陽極的原料
1.2.2 石油焦
1.2.3 煤瀝青黏結(jié)劑
1.3 陽極的生產(chǎn)工藝過程
1.3.1 簡(jiǎn)介
1.3.2 生產(chǎn)陽極糊料
1.3.3 陽極糊料成型
1.3.4 陽極焙燒
1.3.5 陽極澆鑄
1.4 電解鋁生產(chǎn)和陽極消耗
1.4.1 簡(jiǎn)介
1.4.2 陽極電化學(xué)消耗
1.4.3 陽極化學(xué)消耗
1.4.4 陽極物理消耗
1.4.5 陽極消耗總量
1.4.6 經(jīng)濟(jì)方面的考慮
2 陽極描述
2.1 陽極采樣與測(cè)試
2.2 陽極的微觀結(jié)構(gòu)
2.2.1 炭晶體和光學(xué)結(jié)構(gòu)測(cè)定
2.2.2 氣孔率
2.3 陽極的理化性能
2.3.1 體積密度
2.3.2 比電阻
2.3.3 抗折強(qiáng)度
2.3.4 抗壓強(qiáng)度
2.3.5 靜態(tài)彈性模量
2.3.6 動(dòng)態(tài)彈性模量
2.3.7 斷裂能
2.3.8 熱膨脹
2.3.9 熱導(dǎo)率
2.3.10 用二甲苯法測(cè)量密度
2.3.11 氣體滲透性
2.3.12 二氧化碳反應(yīng)性
2.3.13 空氣反應(yīng)性
2.4 原料的質(zhì)量對(duì)陽極性能的影響
2.4.1 用實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的電極對(duì)焦子進(jìn)行評(píng)估
2.4.2 混合優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
2.5 陽極制造過程參數(shù)對(duì)陽極性能的影響
2.5.1 陽極制造過程的優(yōu)化
2.5.2 陽極配方和加工參數(shù)的影響
2.5.3 陽極最終焙燒溫度的影響
2.5.4 優(yōu)化參數(shù)的選擇
3 斷裂力學(xué)
3.1 脆性材料斷裂性能基本知識(shí)
3.2 能量法
3.2.1 裂紋應(yīng)力集中的影響
3.2.2 Grififth能量平衡法
3.2.3 線彈性特性：能量釋放速率
3.2.4 非線彈性性能：J積分輪廓線
3.2.5 非彈性特性：不穩(wěn)定性和R曲線（抗裂紋曲線）
3.3 應(yīng)力集中方法
3.3.1 Irwin的分析方法
3.3.2 裂紋頂點(diǎn)開口位移
3.4 增韌機(jī)理
3.4.1 裂紋發(fā)生偏轉(zhuǎn)與彎曲
3.4.2 微裂紋
3.4.3 裂紋構(gòu)架（橋鍵）
3.5 在實(shí)踐中測(cè)定斷裂參數(shù)
3.6 斷裂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
3.6.1 缺陷大小對(duì)材料強(qiáng)度的影響
3.6.2 韋伯分布函數(shù)的原理及應(yīng)用
4 抗熱沖擊性
4.1 熱應(yīng)力的來源
4.2 Kingery設(shè)計(jì)的熱彈性模型
4.3 Hasselman提出的能量法
4.4 陽極的抗熱沖擊性
4.4.1 關(guān)于電解槽中陽極抗熱沖擊的基礎(chǔ)知識(shí)
4.4.2 抗熱沖擊能指標(biāo)
4.4.3 物理推導(dǎo)陽極抗熱沖擊指數(shù)TSR
4.4.4 實(shí)踐中測(cè)定TSR指標(biāo)
5 陽極開裂
5.1 裂紋構(gòu)造類型
5.1.1 角部裂紋
5.1.2 垂直裂紋
5.1.3 水平裂紋
5.1.4 熱沖擊的影響
5.2 由生陽極制造產(chǎn)生的破裂
5.2.1 干骨料制備和混捏
5.2.2 糊料成型
5.2.3 生塊冷卻
5.3 焙燒過程中產(chǎn)生的裂紋
5.3.1 第一階段：釋放產(chǎn)生的應(yīng)力
5.3.2 第二階段：瀝青液化揮發(fā)應(yīng)力釋放引起的裂紋
5.3.3 最終焙燒溫度
5.4 由陽極澆鑄和鋼爪設(shè)計(jì)引起的破裂
5.4.1 陽極的幾何形狀
5.4.2 澆鑄參數(shù)
5.4.3 鋼爪連接架的熱膨脹
5.5 由電解槽熱沖擊產(chǎn)生的破裂
5.5.1 電解槽與陽極的溫差
5.5.2 由于磁場(chǎng)效應(yīng)和對(duì)流影響引起金屬和電解質(zhì)運(yùn)動(dòng)
5.5.3 陽極的浸入深度與陽極尺寸
6 結(jié)論與展望
6.1 兩個(gè)主要目標(biāo)
6.2 未來發(fā)展趨勢(shì)
6.3 改善陽極抗熱沖擊性的方法
附錄
1 計(jì)算
1.1 炭碗上的彎曲應(yīng)力（見第5章5.4.1節(jié)）
1.2 炭碗周圍的張應(yīng)力（第5章5.4.2節(jié)）
1.3 炭碗之間的張應(yīng)力（第5章5.4.3節(jié)）
1.4 影響抗熱沖擊性的因素（TSR）
2 在全世界范圍內(nèi)對(duì)陽極的熱沖擊性進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果
2.1 工廠A：批號(hào)l號(hào)和批號(hào)2號(hào)
2.2 工廠B：批號(hào)3號(hào)和批號(hào)4號(hào)
2.3 工廠C：批號(hào)5號(hào)和批號(hào)6號(hào)
2.4 工廠D：批號(hào)7號(hào)
2.5 工廠E：批號(hào)8號(hào)
2.6 工廠F：批號(hào)9號(hào)
2.7 工廠G：批號(hào)7號(hào)
2.8 工廠H
2.9 數(shù)據(jù)單
主題索引
Subject Index
參考文獻(xiàn)