石墨电极热膨胀标准

----------------------- Page 1-----------------------

                                                             GB/T 3074.4-2003

                                月U       吕

GB/T3074《石墨电极测定方法》分为4个部分:

    石墨电极抗折强度测定方法 ;

    石墨电极弹性模量测定方法;

石墨电极氧化性测定方法 ;

    石墨电极热膨胀系数 (CTE)测定方法 。

本部分代替YB3074.4-1982石《墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法》

本部分与GB/T3074.4-1982《石墨电极热膨胀系数(CTE)测定方法》相比，主要变化内容如下:

— 以立式相对法仪器为主编写的操作方法

- 对平均热膨胀系数由1000C-1000℃改为室温 -6000Co

扩大了测试范围

— 增加了设备原理图。

本部分由中国钢铁工业协会提出。

本部分由冶金工业信息标准研究院归口。

本部分起草单位:兰州炭素集团有限责任公司、冶金工业信息标准研究院

本部分起草人:刘欣荣、高风萍、张志强、李国芹、孙 伟

本部分 1982年发布。

----------------------- Page 2-----------------------

                                                              GB/T 3074.4-2003

                             石墨电极测定方法

                  石墨电极热膨胀系数 (CTE)测定方法

   范 围

    本部分规定了石墨电极热膨胀系数的测定原理、仪器设备、试样制备、试验步骤和计算方法

    本部分适用于普通功率、高功率、超高功率石墨电极及总膨胀量在600℃时不超过 1mm的其他固

体炭材料，温度范围为室温^600℃的平均线膨胀 系数 。

2 规范性引用文件

    下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是

否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本部分。

    GB/T1427 炭素材料取样方法

   定义及原理

3.1 定义

    热膨胀系数是指材料受热膨胀程度的变量，即当温度升高1℃时，单位长度的固体材料所引起的沿

某特定方向上的膨胀量称为该材料沿那个方向上的线膨胀系数。

3.2 原理

    如原理图(见图1)所示，试样和石英参考物安装在同基座上，试样的另端与顶杆相接触。当炉

子加热时，试样、顶杆、参考物同时被加热膨胀，由于顶杆与参考物都是同材质的石英标准物质，它们虽

然从炉内到炉外，所处的温区不同，但它们在同水平位置的温度是相同的，两者的膨胀量相互抵消，而

与试样同长度的区域，由于材质不同不能抵消，而是要把参考物在这段的膨胀量加上，所以试样的真

实膨胀量为千分表的读数加上参考物的膨胀量

    即 :2,C-2,L十△b

               AC    AL     Ab

    根据定义 :a=二万石下牛 二不石丁卜不于石

              公 1I" 公 11别。 公 i1,

       因为 :Ah是石英在室温-600℃的热膨胀系数

            12,11-

       所以:盖+-6r,室‘温600,C)

    式 中:

    △C— 试样的膨胀量;

   AL---伸长仪的读数;

    Ab— 参考物的膨胀量;

   AT— 室温 ^6000C;

    L- 室温下试样 的长度 。

----------------------- Page 3-----------------------

 GB/T 3074.4-2003

                                                        伸长 计

                                                        石英顶杆

                加热体

                                                        石英参考物

                  基座

                                                        试样

                 炉壁

                           图 T 相对法线性膨胀仪原理图

 4 仪器设备

 4.1 热膨胀仪:凡温度能达到600℃以上，测量时两次重复试验误差不超过士。.1X10-1/℃的热膨胀

 仪均可采用。

4.2 游标卡尺:精度。02mm

4.3 千分表 量程。~1mm，精度0.001mm,

4.4 温度表 :测量 范围0-10000C;等级 0.1级

 5 试样制备

 5.1试样尺寸

    圆柱体或角柱体试样，其直径或边长少为骨料直径的2倍，但试样直径或边长应不小于5mm,

 长度50mm的圆柱体或长方体，并在其试样长度 1/2处钻个直径 1mm、深度2mm-3mm的圆孔。

 5.2 试样要求

    长度偏差不大于士0.1mm，两端面要垂直于试样轴向，其平行度不大于。.1mm/100mm，试样表

 面无可见裂纹或瑕疵。

 5.3 试样采取

    按GB/丁1427炭素材料取样方法规定进行。

5.4 取样数量

    每 l批 取2根平行试样。

6 试验步骤

6.1 打开热膨胀仪加热炉，将试样放人炉内石英管中，试样两端用石英垫片垫好，试样、石英膨胀计、石

英垫片要在个中轴线上，然后把热电偶热端插人试样测温孔内，关闭炉盖，调整好千分表指针，手提指

针轻微震荡几次，指针要次次回零(千分表的小指针表示应在。.2mm-0.4mm).

6.2 启动加热电炉电源JI关，调整好电压、电流，记录时间、温度和膨胀量，将升温速率控制在6'C/min

以内，当温度升到400℃时，给加热炉通氮气，流量5L/min

6.3 当温度升600℃时.保温5min后(600℃士50C)记录膨胀量，电压调回零点。当炉温降约

400℃时，停止通人氮气，关闭电源开关。

7 结果计算

   试样热膨胀系数a(I/0C)按下式计算，小数点后位

----------------------- Page 4-----------------------

                                                              GB/T 3074.4-2003

                                     △L

                               Lo(U炭6000C+“英“

式 中:

    a— 试样在室温^-600℃范围的热膨胀系数，单位为每摄氏度(对℃);

   L— 试样在室温的长度，单位为毫米(mm);

  AL— 试样在600℃时的膨胀量 单位为毫米(mm);

 &a, — 即石英在室温 -6000C温度范围内的平均热膨胀系数，单位为每摄氏度(1/0C)e

8 试验误差

    两次重复试验的误差不得超过士0.1X10-,/0Ce

9 试验报告

    试验报告应包括下列内容:

    a) 样品编号，规格及来源;

   b) 两个试样的热膨胀系数及平均值;

    C 试验人 员，试验 日期 。