应用流变学理论研究炭糊的力学性质-伟名石墨

电极成型为炭素糊料在外部力量作用下产生塑性变形，最终成为具有一定外形及较高密实度的生坯(或称生制品、生电极)的工艺过程。成型是制造石墨制品的主要生产工序之一。炭糊是一种性能比较特殊的材料，炭糊在模压或挤压过程中，在外加压力的作用下，产生弹性应变、塑性变形和粘性流动等复杂的外形及内部结构变化，其力学性质受温度、压力、时间等因素的影响，但许多现象还难以从理论上作出清晰的解释，炭糊成型技术主要来自实践经验。本文主要介绍炭糊的力学性质，挤压成型和振动成型两种成型工艺，挤压型嘴曲线和压缩比，生坯缺陷类型及其原因等内容。

第一节炭糊的力学性质

应用流变学理论研究炭糊的力学性质

国内外学者较多使用“流变学”理论对炭糊进行研究，流变学是专门研究物体流动和变形的一门学科，研究物体在某一瞬间所表现的应力和应变的定量关系。在流变学领域内，常用一些参数把应力和应变的关系表示为流变方程式，例如表达四种基本理想物体的流变方程为：1.胡克弹性固体流变方程（r=μY)。2.圣维南塑性固体流变方程（x=0)。3.牛顿粘性液体流变方程(x=7Y)。4.宾汉体流变方程。上述方程式中r—剪应力；A—刚性模量；7—粘性系数；”—位移梯度；0.—屈服应力。在研究非均质材料的弹性、塑性和粘性时，常从上述四种理想物体的流变特性出发，加以引伸和发展。

多数研究结果认为炭糊的力学性质接近“宾汉体”，“宾汉体”是美国人宾汉姆于1917年提出的一种理想物体，即在承受较小外力时物体产生的是塑性流动，当外力超过屈服应力9时，就按牛顿流体的规律产生粘性流动，其流变方程为：

r=θt+ηγ

突汉姆还给出了单向应力状态下粘塑性物体的本构关系，即：

σ=σy+γε

当d≥o,

式中σ—单向应力；

σ—材料的屈服应力极限；

η——粘性系数；

ε—应变率；

ε—剪应力。

当σ≤σy时，物体不会产生变形。宾汉体实际上是圣维南塑性固体和牛顿粘性流体的混合体，宾汉体不同于牛顿粘性流体，是具有不可恢复的塑性变形。

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