自焙碳块的石墨化热扩散系数与随温度有关系吗？

自焙碳块的石墨化热扩散系数与随温度有关系吗？

自焙碳块的石墨化度G,同时得到石墨化度不同的自焙碳块样品,以备测定体积密度db、恒压比热容cp和热扩散率α之用。(2)热扩散系数α将石墨化度不同的自焙碳块样品制成声φ10 mm×2 mm的圆片并置于热扩散系数测定装置中,抽真空后以100℃为间隔测定样品任意时刻的后表面温度。因样品较小及高温炉足以使样品无热损失,故据样品后表面温度随时间的关系及温度升高的最大值,并利用有关文献的数据处理方法即可获得石墨化度不同的自焙碳块的热扩散系数α随温度的关系。(3)恒压比热容cp 将石墨化度不同的自焙碳块样品制成φ8 mm×30 mm的圆柱并置于绝热铜卡量热计中,抽真空并将样品加热到温度t后将其掉入已知热量的量热计中。

通过实验分别测出石墨化度不同的自焙碳块的cp、ρ和a值,便可求算出λ。另外,对质密固体材料,ρ与db值相差较小,故用db替代ρ求算λ值而无较大误差。结果表明:在200～1100℃,石墨化度G为0.3～0.73的范围内,原始自焙碳块的导热系数λ随温度的上升而增大。当石墨化度超过0.71后,λ值随温度上升而缓慢下降。当温度恒定时,λ值随石墨化度增加而增大。当石墨化度达0.7227时,λ值可达14 W/(m·K)以上,故认为国产自焙碳块的石墨化度接近0.7时,其导热系数接近美联碳(UCAR)优质NMA系列碳砖的值。

采用激光脉冲法(瞬态法)测定了石墨化度不同自焙碳块的热扩散系数α,并结合该碳块的体积密度db和恒压比热容cp值,求算了该碳块的导热系数λ。(1)石墨化度不同的自焙碳块的制备将原始自焙碳块切割后放入石墨坩埚中并用该碳块细粉充填密闭,再将样品随坩埚分别在Ar气氛1300、1400和1500℃,恒时24 h;12、24和36 h,恒温1400℃焙烧。淬冷后磨粉样做X射线衍射分析。

再由样品放出的热量、质量及温度即可求得△t内的焓变ΔH。如果在实验温度范围内建立ΔH与温度的关系并对其求微分,便可得恒压比热容与温度的关系。结果表明:恒压比热容只与温度有关而与石墨化度无关。(4)体积密度db 采用浸渍法测定了石墨化度不同的自焙碳块的体积密度db。结果是在恒温1400℃下不随时间而变:恒定24h时,不随温度变化。据无源导热微分方程,瞬态导热系数-热扩散系数α与稳态导热系数λ成正比,与恒压比热容cp和真比重ρ成反比,其表达式为:α=λ/cpρ。