热质耦合作用下高纯石墨孔隙成孔机理及结构表征

项目名称： 热质耦合作用下高纯石墨孔隙成孔机理及结构表征

项目编号： No.51406225

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 王启立

作者单位： 中国矿业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 项目针对太阳能光伏产业用高纯石墨材料制备中的关键工艺--焙烧成孔过程开展研究。利用石墨材料的多孔特性，从多孔介质热质输运理论出发，运用基于容积平均法的Whitaker 模型研究焙烧成孔工艺中的热质输运现象，建立热质输运过程中各相（固、液、气）质量、动量及能量守恒系列控制方程，结合多物理场耦合软件Comsol Multiphysics开展数值研究。基于逾渗理论建立符合石墨材料结构特征的逾渗模型，研究“孔隙产生-局部连通-长程联结-网状连通”的演化过程，提出判断孔隙结构逾渗特征的标准，并应用分形理论表征石墨非均质的孔隙结构。通过实验研究验证并修正理论研究结果，提炼有价值的规律，指导焙烧成孔工艺改进，优化孔隙形态与分布，更好应用于后续工艺。研究成果有利于提高国产高纯石墨制备工艺水平和制品质量，降低多晶硅生产成本，提升我国太阳能光伏产品的竞争力，以高质量、低成本的国产高纯石墨替代同类进口产品。

中文关键词： 高纯石墨；多孔介质；热质传递；分形特征；逾渗

英文摘要： The roasting process of high purity graphite used in the solar photovoltaic industry is study in this project. According to the porous characteristics of the graphite material, basing on the heat and mass transport theory of porous media, the heat and mas

英文关键词： high purity graphite；porous media；heat and mass transfer；fractal characteristic；percolation