基于细观结构的铝电解阴极炭块钠扩散过程的数值分析和实验研究

• 作者: 刘庆生 汤卫东 许真铭
• 来源期刊: 材料研究学报
• 学科: 工学
• 关键词: 无机非金属材料 钠扩散 有限元模拟 阴极炭块 骨料
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 233-240
• 页数: 8页
• 分类号: TF821
• 语种: 中文
• DOI: 10.11901/1005.3093.2016.200

摘要

依据铝电解阴极炭块结构的非匀质特性,将其看作由炭骨料和沥青粘合剂组成的多相复合材料,从细观结构的角度研究了钠的扩散过程.采用Matlab编写不同炭骨料粒度组成和含量的随机圆、椭圆、多边形骨料投放模型程序,得到七种阴极炭块细观结构模型图片,并以igs模型文件形式导入ANSYS建立了二维有限元数值模型.依据扩散方程和热传导方程的相似性,采用ANSYS的热分析单元对钠扩散过程进行模拟求解,分析了炭骨料粒度组成、含量和形貌对钠扩散过程的影响.结果表明,与炭块中沥青相比,炭骨料对炭块中的钠扩散的阻碍作用更大,炭骨料颗粒圆度越小、骨料粒度组成越小、含量越高,则钠的扩散速率越低.对于粒度组成为0.003～0.006m、含量为80％的圆形炭骨料模型,钠的扩散速度最低;模拟结果与试验结果有较好的一致性,证明了模拟的精确性和可靠性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘庆生		37	92	5.0	8.0
2	许真铭		1	0	0.0	0.0
3	汤卫东		4	1	1.0	1.0