稀土电解槽石墨内衬氧化腐蚀-蠕变损伤耦合模型

摘要：为研究稀土电解槽石墨内衬受到氧化腐蚀作用后其蠕变特性，在温度为1000℃的二氧化碳环境下进行氧化腐蚀，并对不同氧化腐蚀时间下的石墨圆柱体试样进行单轴蠕变实验。根据石墨试样蠕变实验数据建立其氧化腐蚀作用下损伤蠕变本构模型，运用MATALAB对实验数据进行曲线拟合得出蠕变模型参数。研究结果表明：石墨内衬长期强度随氧化腐蚀时间增大而减小，氧化腐蚀降低了石墨内衬的瞬时弹性模量、黏性模量及粘滞系数等蠕变参数，瞬时弹性形变增大，且曲线由弹性变化趋向于黏弹性变化。蠕变过程由较短时间衰减蠕变和长时间稳定蠕变组成，经氧化腐蚀后的蠕变初始段曲线斜率变大，黏性变形效果较为显著，稳定蠕变段曲线斜率增大。该模型能与实验数据较好的吻合，能够反映氧化腐蚀作用下石墨内衬蠕变过程，可以为稀土电解槽石墨内衬在氧化环境下长期稳定性提供理论参考。

关键词：石墨内衬;氧化腐蚀;损伤蠕变;数值计算