Формирование макроструктуры материала в процессе TMO » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Формирование макроструктуры материала в процессе TMO

25.06.2021

В результате деформации в процессе TMO форма исходных коксовых частиц претерпевает значительные изменения. Величина деформации частиц и характер изменения их формы существенно зависят от способа прессования. Влияние способа прессования (в открытом объеме и в матрицу) исследовали на частицах кокса размером (-0,16)+(+0,08) мм. TMO в открытом объеме подвергали образцы, полученные при 1000 °C методом совмещенного прессования и обжига (СПО) коксопековой композиции, состоящей из 70 кокса и 30 мас. % высокотемпературного пека. Оба способа проводили при одинаковых параметрах: температура процесса 2700 °С, время выдержки 30 мин. скорость подъема температуры 50 °С/мин. Для получения максимальных деформаций TMO в матрице проводили также при 3000 °С.

Результаты микроструктурного исследования полученных образцов показали, что TMO в открытом объеме по сравнению с прессованием в матрицу приводит к большей деформации частиц и анизометрии их формы. При этом образец приобретает текстуру. Частицы располагаются большими размерами перпендикулярно оси прессования. TMO в матрицу меньше сказывается на изменении формы частиц и общей текстурированности образца. По мере повышения степени деформации частиц до максимальной при TMO в открытом объеме уменьшается освещенность поверхности шлифа, что свидетельствует о большей текстурированности внутри частиц и большем совершенстве кристаллической структуры.

По изменению формы частиц можно определить их деформацию. Среднюю относительную деформацию частиц определяли по изменению коэффициента формы К, равного отношению большего размера частицы к меньшему. Схема расчета дана на рис. 8.11. Результаты статистической обработки деформации частиц приведены в табл. 8.3.

На рис. 8.12 представлены кривые распределения частиц по коэффициенту формы в зависимости от параметров ТМО. Анализ приведенных данных показывает, что количество анизометричных частиц с коэффициентом К > 2 при TMO в открытом объеме резко возрастает по сравнению с исходной шихтой. Это свидетельствует о деформации частиц в направлении, перпендикулярном большому размеру. Суммарная деформация частиц, подсчитанная по коэффициенту формы, составляет 20 %.

Общая относительная деформация образца происходит за счет уменьшения пористости, оптимальной укладки отдельных частиц и их деформации. Деформация самих частиц кокса при TMO в открытом объеме составляет довольно значительную долю от общей деформации (около 40 %).

При TMO в матрице частицы кокса КНПС испытывают объемную деформацию, что приводит даже к некоторому увеличению количества изометричных частиц с коэффициентом К = 1+2. Подсчитанная при этом относительная деформация частиц выражается величиной порядка 2 % при общей усадке 40 %.
Формирование макроструктуры материала в процессе TMO

Повышение температуры прессования частиц в матрице до 3000 °С способствует увеличению их пластических свойств, поэтому при объемно-напряженном состоянии частицы испытывают деформации, приблизительно одинаковые во всех направлениях. Коэффициент формы при этом мало изменяется по сравнению с подобным коэффициентом для исходных коксовых частиц, что видно из табл. 8.3. Подсчитать общую деформацию частиц в этом случае не представляется возможным.

Из вышесказанного следует, что способ прессования определяет значение и направление пластической деформации частиц КНПС при одинаковых параметрах процесса ТМО. Вклад деформации самих частиц в общую деформацию при получении искусственных графитов методом TMO весьма значителен.

Способ деформации существенно сказывается на текстурованности материала. Прессование в свободном объеме, при котором частицы испытывают в основном одноосное напряженное состояние, приводит к значительной текстурированности, что можно наблюдать по микрофотографиям и увеличению количества анизометричных частиц. Прессование в матрицу создает условия для объемной деформации частиц, в результате чего уменьшается общая анизотропия и текстурированность.

Влияние температуры, времени выдержки и величины прикладываемого давления процесса TMO в матрице на микроструктуру изучали на образцах, полученных из частиц кокса КНПС размером (-0,063)+(+0,040) мм. Макроструктуру исследовали при температурах процесса TMO 2600 и 2800 °С, давлении 30 и 40 МПа, времени изотермической выдержки 30 и 60 мин. Результаты подсчета коэффициента формы К и величины относительной деформации частиц представлены в табл. 8.4 и на рис. 8.13.


Анализ приведенных данных показывает, что влияние температуры процесса TMO при постоянном давлении (30 МПа) и постоянном времени выдержки (60 мин) существенно сказывается на деформации частиц и увеличении плотности образца.

Величина относительной деформации самих частиц увеличивается с 3 % при 2600 °С до 7 % при 2800 °С. Содержание изометричных частиц с К < 2 уменьшается, а количество анизометричных частиц с K = 2,1+5 увеличивается. При 2800 °C становится более заметной общая текстурированность образца, частицы в основном располагаются большими размерами перпендикулярно оси прессования. С увеличением температуры процесса TMO значительно уменьшаются количество и размер пор.

Влияние времени выдержки на величину пластической деформации частиц особенно заметно при 2600 °С. Так, время выдержки 30 мин приводит к незначительной деформации, которую невозможно подсчитать по изменению коэффициента формы, так как он остается почти таким же, как в исходной шихте. Преимущественная ориентация частиц незначительна. Увеличение времени выдержки до 60 мин приводит к ощутимой деформации частиц, которую можно подсчитать по изменению коэффициента формы - 3 %. Становится заметной и текстурированность образца. Влияние времени выдержки при 2800 °C сказывается гораздо меньше на деформации частиц. Это объясняется более высокой пластичностью частиц, что значительно ускоряет деформацию.

Увеличение давления процесса TMO с 30 до 40 МПа практически не сказывается на макроструктуре. Пористость, форма и размеры частиц, а следовательно, и величина их деформации не изменяются.

Сравнительная оценка изменения коэффициента формы частиц при TMO в матрице двух различных по своим размерам фракций приводит к выводу о большой пластической деформации частиц размером (-0,063)+(+0,040) мм по сравнению с частицами размером (-0,16)+(+0,08) мм.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: