應用流變學理論研究炭糊的力學性質-偉名石墨

電極成型為炭素糊料在外部力量作用下產生塑性變形，最終成為具有一定外形及較高密實度的生坯(或稱生制品、生電極)的工藝過程。成型是制造石墨制品的主要生產工序之一。炭糊是一種性能比較特殊的材料，炭糊在模壓或擠壓過程中，在外加壓力的作用下，產生彈性應變、塑性變形和粘性流動等復雜的外形及內部結構變化，其力學性質受溫度、壓力、時間等因素的影響，但許多現象還難以從理論上作出清晰的解釋，炭糊成型技術主要來自實踐經驗。本文主要介紹炭糊的力學性質，擠壓成型和振動成型兩種成型工藝，擠壓型嘴曲線和壓縮比，生坯缺陷類型及其原因等內容。

第一節炭糊的力學性質

應用流變學理論研究炭糊的力學性質

國內外學者較多使用“流變學”理論對炭糊進行研究，流變學是專門研究物體流動和變形的一門學科，研究物體在某一瞬間所表現的應力和應變的定量關系。在流變學領域內，常用一些參數把應力和應變的關系表示為流變方程式，例如表達四種基本理想物體的流變方程為：1.胡克彈性固體流變方程（r=μY)。2.圣維南塑性固體流變方程（x=0)。3.牛頓粘性液體流變方程(x=7Y)。4.賓漢體流變方程。上述方程式中r—剪應力；A—剛性模量；7—粘性系數；”—位移梯度；0.—屈服應力。在研究非均質材料的彈性、塑性和粘性時，常從上述四種理想物體的流變特性出發，加以引伸和發展。

多數研究結果認為炭糊的力學性質接近“賓漢體”，“賓漢體”是美國人賓漢姆于1917年提出的一種理想物體，即在承受較小外力時物體產生的是塑性流動，當外力超過屈服應力9時，就按牛頓流體的規律產生粘性流動，其流變方程為：

r=θt+ηγ

突漢姆還給出了單向應力狀態下粘塑性物體的本構關系，即：

σ=σy+γε

當d≥o,

式中σ—單向應力；

σ—材料的屈服應力極限；

η——粘性系數；

ε—應變率；

ε—剪應力。

當σ≤σy時，物體不會產生變形。賓漢體實際上是圣維南塑性固體和牛頓粘性流體的混合體，賓漢體不同于牛頓粘性流體，是具有不可恢復的塑性變形。

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