焦炭楊氏模量簡介

焦炭楊氏模量( Young's modulus of coke)是指對焦炭單向拉伸或壓縮時，在彈性區(qū)域使焦炭產(chǎn)生單位應(yīng)變量需施加的正應(yīng)力。它是旅炭力學(xué)性質(zhì)的一個重要指標(biāo)。應(yīng)變量也可用變形百分?jǐn)?shù)表示 。

楊氏模量可以統(tǒng)一表征焦炭二個層次的強(qiáng)度。根據(jù)焦炭楊氏模量可以估算焦炭在高爐內(nèi)不同部位的熱應(yīng)力。通過試驗還可以建立焦炭力學(xué)性質(zhì)和焦炭結(jié)構(gòu)參數(shù)間的關(guān)系。因此研究焦炭的楊氏模量對于深入掌握焦炭的性質(zhì)是一項很有意義的工作，受到各國重視。

測量原理和方法焦炭的楊氏模量的測定方法按測量時試樣所處的狀態(tài)分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量兩類?？稍谑覝叵乱部稍诟邷叵聹y定。靜態(tài)測量的理論基礎(chǔ)是彈性力學(xué)，即試樣在彈性范圍內(nèi)服從胡克定律，故應(yīng)力和應(yīng)變之間呈線性關(guān)系，在應(yīng)力和應(yīng)變坐標(biāo)上該直線的斜率即楊氏模量。動態(tài)測量的理論依據(jù)是通過測定試樣的固有頻率或測定超聲波在試樣中的傳播速度，然后按有關(guān)公式計算出楊氏模量。靜態(tài)法測定值一般比動態(tài)法測定值要小 。

在小型萬能材料試驗機(jī)上，將長41mm、寬9-11mm、厚3-5mm的矩形焦塊試樣置于兩個支點(diǎn)上。在試樣中部以一定速度加載，稱為三點(diǎn)法，測定加載力和撓度 。

在高溫下測量焦炭楊氏模最的方法有懸絲共振法和超聲脈沖回波重合法 。

(1)懸絲共振法。

利用換能器將輸入的音頻信號轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，通過懸絲激發(fā)焦炭試樣，當(dāng)外加信號頻率與焦樣固有頻率相同時，焦樣即發(fā)生共振，這時的頻率為共振頻率。共振頻率通過另一根懸絲傳遞到另一換能器并轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大器放大后輸入示波器，信號發(fā)生器發(fā)出的共振頻率可由頻率計測出。該頻率即焦炭試樣的固有頻率。

(2)超聲脈沖回波吸合法。

用切片機(jī)切得兩個相對面互相平行的焦炭試樣，置于夾具內(nèi)。超聲發(fā)生器發(fā)生的脈沖電磁波，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)變成相應(yīng)領(lǐng)率的超聲脈沖波，送入焦樣。一個脈沖波在焦樣中傳播時會產(chǎn)生多次反射，當(dāng)回波衰減完后，再發(fā)射下一個脈沖波。回波通過壓電換能器轉(zhuǎn)換成電信號，并經(jīng)放大輸入示波器的軸，同時將音頻振蕩器的信號輸入示波器的軸作為外觸發(fā)同步信號。當(dāng)掃描周期等于脈沖波在試樣中往返一次所需時間時。在示波器上可看到多次回波重疊在一起，采用加亮電路后，可使只有兩個反射波在示波器上顯示。2100433B

焦炭力學(xué)性質(zhì)是指是用材料力學(xué)方法測量和研究焦炭所得的焦炭性質(zhì)。有焦炭抗壓強(qiáng)度、焦炭抗拉強(qiáng)度、風(fēng)炭顯微強(qiáng)度和焦炭楊氏模量等。這些性質(zhì)與焦炭氣孔壁強(qiáng)度、焦炭氣孔結(jié)構(gòu)、焦塊中的裂紋直接相關(guān)。以材料力學(xué)方法研究焦炭是20世紀(jì)70年代以來才開始的，尚不成熟，但它可以更深入地評定焦炭材料和焦炭多孔體的強(qiáng)度，揭示焦炭性質(zhì)與結(jié)構(gòu)間的內(nèi)在關(guān)系 。

焦炭灰是多種氧化物的混合物，焦炭灰熔點(diǎn)就是多種氧化物在受熱時形成共熔物的熔融溫度，它與灰成分中酸性氧化物同堿性氧化物的比值(SiO₂ Al₂O₃)/( Fe₂O₃ CaO MgO)有密切關(guān)系，該比值愈大，則灰熔點(diǎn)愈高通常焦炭灰熔點(diǎn)和煤的灰熔點(diǎn)均以三個特性溫度，即變形溫度、軟化溫度和流動溫度表示 。