ENCYCLOPÉDIE DE LA RECHERCHE SUR L’ALUMINIUM AU QUÉBEC 2013 | Page 63
DÉVELOPPEMENT, OPTIMISATION ET INTÉGRATION DES PROCÉDÉS DE FABRICATION ET DE CONCEPTION
DEVELOPMENT, OPTIMIZATION AND PROCESS INTEGRATION OF MANUFACTURING AND DESIGN
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CARACTÉRISATION PHYSIQUE ET MÉCANIQUE DES ANODES DE CARBONE CRUES EN 3D
PHYSICAL AND MECHANICAL CHARACTERIZATION OF GREEN CARBON ANODES IN 3D
Fatma Rebaïne1, Mohamed Bouazara1 , Daniel Marceau1, Duygu Kocaefe1, Brigitte Morais2
1
Département des sciences appliquées, Université du Québec à Chicoutimi (UQAC),Chicoutimi (Qc), Canada, G7H 2B1
2Aluminerie Alouette inc., 400, Pointe-Noire Road, C.P. 1650, Sept-Îles (Qc), Canada, G4R 5M9
Problématique
Introduction
Des tests physiques et mécaniques ont été effectués sur trois anodes de
carbone crues provenant du partenaire industriel. Ces anodes ont été formées
avec les mêmes matières premières, les mêmes paramètres de malaxage et de
vibro-compaction cependant, chacune des anodes provient d’un compacteur
différent. Les anodes
ont été carottées et testées physiquement
et
mécaniquement dans les trois directions.
Dans le but de pouvoir faire une caractérisation mécanique de ces anodes, les
échantillons ont été préalablement mesurés pour la densité et la résistivité
électrique. Par la suite des tests de flexions à trois points ainsi que de
compression uniaxiale ont été effectués. Les échantillons ont été pris dans
différentes positions dans l’anode selon les trois directions en respectant la norme
d’échantillonnage ASTM D6353-6. Tous les tests ont été réalisés à la température
ambiante.
Méthodologie d’essai
Objectifs
Plan d’échantillonnage [ASTM D6353-06]
Étudier l’influence des paramètres des différents procédés de fabrication des
anodes sur les propriétés mécaniques.
Réaliser des tests sur des anodes crues provenant de différents vibrocompacteurs selon les trois directions.
Évaluer l’impact de chaque type de vibro-compacteur sur les propriétés
physiques et mécaniques d’une anode.
Échantillons d’essai
Tests physiques et mécaniques
Mesures de la densité apparente [ASTM D5502-00, 2010]
Mesures de la résistivité électrique [ASTM D6120-97 , 2010]
Résultats
Résistance en flexion
Anode N° 1
Anode N° 2
Anode N° 3
Moyenne Écart type Moyenne Écart type Moyenne Écart type
Y-Y
1,12
0,91
1,03
0,47
1,09
1,11
Z-Z
1,01
1,04
1,01
0,93
0,86
1,45
X-X
0,97
0,93
0,99
0,97
1,1
1,19
0,98
0,87
Bas des trous
0,99
Résistance en compression
Anode N° 1
Anode N° 2
Anode N° 3
Moyenne Écart type Moyenne Écart type Moyenne Écart type
Y-Y
0,96
0,78
1,04
1,18
1,06
1,32
Z-Z
0,92
1,29
0,99
1,35
0,87
1,39
X-X
0,9
1,73
0,99
0,52
1,03
0,91
Bas des trous
1,18
0
1,05
0
1,11
0
Entre les trous
0,93
0,67
0,85
0,6
1,11
0,24
Densité apparente
Anode N° 1
Anode N° 2
Anode N° 3
Moyenne Écart type Moyenne Écart type Moyenne Écart type
Y-Y
0,94
0,54
0,94
0,48
0,94
0,61
Z-Z
0,93
1,08
0,94
0,54
0,93
1,16
X-X
0,93
1,61
0,94
0,48
0,93
1,37
Bas des trous
0,95
0,38
0,95
0,38
0,95
0
Entre les trous
0,92
0,54
0,93
0,82
0,94
0
Test de flexion à trois points [ISO 12986-1:2000]
Résistivité électrique
Anode N° 1
Anode N° 2
Anode N° 3
Moyenne Écart type Moyenne Écart type Moyenne Écart type
Y-Y
0,69
0,40
0,91
0,56
0,99
0,49
Z-Z
0,74
0,60
1,08
1,64
1,68
1,95
X-X
0,75
0,65
1,07
1,84
1,27
2,21
Bas des trous
0,81
0,21
0,96
0,38
1,05
0,18
Entre les trous
0,87
0,35
1,25
2,66
0,87
0,88
Anode N° 1: [Y-Y>Z-Z>X-X]
Anode N° 2: [Y-Y>Z-Z>X-X]
Anode N° 3: [X-X>Y-Y>Z-Z]
Anode N° 1: [Y-Y>Z-Z>X-X]
Anode N° 2: [Y-Y>X-X>Z-Z]
Anode N° 3: [Y-Y>X-X>Z-Z]
Anode N° 1: [Y-Y>Z-Z>X-X]
Anode N° 2: [Y-Y>X-X>Z-Z]
Anode N° 3: [Y-Y>Z-Z>X-X]
Anode N° 1: [Y-Y