石墨電極熱膨脹標(biāo)準(zhǔn)

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                                                             GB/T 3074.4-2003

                                月U       呂

GB/T3074《石墨電極測定方法》分為4個部分:

    石墨電極抗折強度測定方法 ;

    石墨電極彈性模量測定方法;

石墨電極氧化性測定方法 ;

    石墨電極熱膨脹系數(shù) (CTE)測定方法 。

本部分代替YB3074.4-1982石《墨電極熱膨脹系數(shù)(CTE)測定方法》

本部分與GB/T3074.4-1982《石墨電極熱膨脹系數(shù)(CTE)測定方法》相比，主要變化內(nèi)容如下:

— 以立式相對法儀器為主編寫的操作方法

- 對平均熱膨脹系數(shù)由1000C-1000℃改為室溫 -6000Co

擴大了測試范圍

— 增加了設(shè)備原理圖。

本部分由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。

本部分由冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院歸口。

本部分起草單位:蘭州炭素集團有限責(zé)任公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院

本部分起草人:劉欣榮、高風(fēng)萍、張志強、李國芹、孫 偉

本部分 1982年發(fā)布。

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                                                              GB/T 3074.4-2003

                             石墨電極測定方法

                  石墨電極熱膨脹系數(shù) (CTE)測定方法

   范 圍

    本部分規(guī)定了石墨電極熱膨脹系數(shù)的測定原理、儀器設(shè)備、試樣制備、試驗步驟和計算方法

    本部分適用于普通功率、高功率、超高功率石墨電極及總膨脹量在600℃時不超過 1mm的其他固

體炭材料，溫度范圍為室溫^600℃的平均線膨脹 系數(shù) 。

2 規(guī)范性引用文件

    下列文件中的條款通過本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有

的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂均不適用于本部分，然而，鼓勵根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是

否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本適用于本部分。

    GB/T1427 炭素材料取樣方法

   定義及原理

3.1 定義

    熱膨脹系數(shù)是指材料受熱膨脹程度的變量，即當(dāng)溫度升高1℃時，單位長度的固體材料所引起的沿

某特定方向上的膨脹量稱為該材料沿那個方向上的線膨脹系數(shù)。

3.2 原理

    如原理圖(見圖1)所示，試樣和石英參考物安裝在同基座上，試樣的另端與頂桿相接觸。當(dāng)爐

子加熱時，試樣、頂桿、參考物同時被加熱膨脹，由于頂桿與參考物都是同材質(zhì)的石英標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，它們雖

然從爐內(nèi)到爐外，所處的溫區(qū)不同，但它們在同水平位置的溫度是相同的，兩者的膨脹量相互抵消，而

與試樣同長度的區(qū)域，由于材質(zhì)不同不能抵消，而是要把參考物在這段的膨脹量加上，所以試樣的真

實膨脹量為千分表的讀數(shù)加上參考物的膨脹量

    即 :2,C-2,L十△b

               AC    AL     Ab

    根據(jù)定義 :a=二萬石下牛 二不石丁卜不于石

              公 1I" 公 11別。 公 i1,

       因為 :Ah是石英在室溫-600℃的熱膨脹系數(shù)

            12,11-

       所以:蓋+-6r,室‘溫600,C)

    式 中:

    △C— 試樣的膨脹量;

   AL---伸長儀的讀數(shù);

    Ab— 參考物的膨脹量;

   AT— 室溫 ^6000C;

    L- 室溫下試樣 的長度 。

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 GB/T 3074.4-2003

                                                        伸長 計

                                                        石英頂桿

                加熱體

                                                        石英參考物

                  基座

                                                        試樣

                 爐壁

                           圖 T 相對法線性膨脹儀原理圖

 4 儀器設(shè)備

 4.1 熱膨脹儀:凡溫度能達(dá)到600℃以上，測量時兩次重復(fù)試驗誤差不超過士。.1X10-1/℃的熱膨脹

 儀均可采用。

4.2 游標(biāo)卡尺:精度。02mm

4.3 千分表 量程。~1mm，精度0.001mm,

4.4 溫度表 :測量 范圍0-10000C;等級 0.1級

 5 試樣制備

 5.1試樣尺寸

    圓柱體或角柱體試樣，其直徑或邊長少為骨料直徑的2倍，但試樣直徑或邊長應(yīng)不小于5mm,

 長度50mm的圓柱體或長方體，并在其試樣長度 1/2處鉆個直徑 1mm、深度2mm-3mm的圓孔。

 5.2 試樣要求

    長度偏差不大于士0.1mm，兩端面要垂直于試樣軸向，其平行度不大于。.1mm/100mm，試樣表

 面無可見裂紋或瑕疵。

 5.3 試樣采取

    按GB/丁1427炭素材料取樣方法規(guī)定進行。

5.4 取樣數(shù)量

    每 l批 取2根平行試樣。

6 試驗步驟

6.1 打開熱膨脹儀加熱爐，將試樣放人爐內(nèi)石英管中，試樣兩端用石英墊片墊好，試樣、石英膨脹計、石

英墊片要在個中軸線上，然后把熱電偶熱端插人試樣測溫孔內(nèi)，關(guān)閉爐蓋，調(diào)整好千分表指針，手提指

針輕微震蕩幾次，指針要次次回零(千分表的小指針表示應(yīng)在。.2mm-0.4mm).

6.2 啟動加熱電爐電源JI關(guān)，調(diào)整好電壓、電流，記錄時間、溫度和膨脹量，將升溫速率控制在6'C/min

以內(nèi)，當(dāng)溫度升到400℃時，給加熱爐通氮氣，流量5L/min

6.3 當(dāng)溫度升600℃時.保溫5min后(600℃士50C)記錄膨脹量，電壓調(diào)回零點。當(dāng)爐溫降約

400℃時，停止通人氮氣，關(guān)閉電源開關(guān)。

7 結(jié)果計算

   試樣熱膨脹系數(shù)a(I/0C)按下式計算，小數(shù)點后位

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                                     △L

                               Lo(U炭6000C+“英“

式 中:

    a— 試樣在室溫^-600℃范圍的熱膨脹系數(shù)，單位為每攝氏度(對℃);

   L— 試樣在室溫的長度，單位為毫米(mm);

  AL— 試樣在600℃時的膨脹量 單位為毫米(mm);

 &a, — 即石英在室溫 -6000C溫度范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)，單位為每攝氏度(1/0C)e

8 試驗誤差

    兩次重復(fù)試驗的誤差不得超過士0.1X10-,/0Ce

9 試驗報告

    試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容:

    a) 樣品編號，規(guī)格及來源;

   b) 兩個試樣的熱膨脹系數(shù)及平均值;

    C 試驗人 員，試驗 日期 。