焦炭力学性质

焦炭力学性质是指焦炭在外力作用下产生形变并断裂的特性。把焦炭作为一种多孔脆性材料。用材料力学方法研究其抗断裂能力和抗粉碎能力，可以从力学角度更深入地解析从炭机械强度，这对改善焦炭质量有重要意义。

简介焦炭力学性质是指焦炭在外力作用下产生形变并断裂的特性。把焦炭作为一种多孔脆性材料。用材料力学方法研究其抗断裂能力和抗粉碎能力，可以从力学角度更深入地解析从炭机械强度，这对改善焦炭质量有重要意义。焦炭力学性质可用焦炭抗压强度、焦炭抗拉强度、焦炭显微强度和焦炭杨氏模量等来表述1。

格列菲斯断裂理论20世纪20年代英闲人格列菲斯建立的。该理论认为，脆性材料断裂的内因是材料中存在着缺陷，当外力作用于材料时，缺陷附近由于应力集中而产生裂纹，随着外力的增加、裂纹扩展直至断裂。焦炭在外力作用下的变形和断裂过程，基本上符合这一理论。脆性材料断裂过程可用格列菲斯轨迹图来描述。

英国人摩特曾格列菲斯断裂机理应用到焦炭的落下强度试验，英国人马什将格列非斯轨迹图用于研究焦炭在高炉内的断裂过程，英国人霍顿以裂纹长度不同的焦炭在米库姆转鼓中进行的断裂机理研究表明。焦炭的断裂也符合格列菲斯轨迹。因此可以认为,焦块由于存在大量裂纹合气孔等缺陷，在反复受到外力作用时(如在转鼓内)，由于应力集中裂纹不断发展，直至断裂;当焦块沿裂纹断裂后，变成无裂纹焦炭，要使其进一步断裂必须施加较大的外力1。

测定方法和意义按照焦炭所含裂纹的状况，焦炭的强度可以分为二种情况:有裂纹焦炭(带可见裂纹和粗大气孔的焦块)的强度、无裂纹焦炭(含微裂纹和微小气孔的焦炭名孔体)的强度和焦炭材料(无微裂纹，无气孔的焦炭气孔壁、或称焦炭基质)的强度。用落下试验或转鼓试验测定的是焦炭机械强度，描述的是有裂纹焦炭的强度，材料力学方法测得的焦炭抗压强度、焦炭抗拉强度和焦炭杨氏模量等力学性质描述的是无裂纹焦炭的强度，即焦炭多孔体强度:焦炭显微强度或显微硬度可以近似地当作焦炭材料强度，即焦炭基质强度。根据使裂纹长度不同的焦炭发生断裂所需的转鼓转数，可以推算出裂纹长度不同的焦炭的有效杨氏模量。为了提高焦炭强度，应尽可能减少焦炭中的微裂纹和气孔，提高气孔壁厚度2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学