中华人民共和国国家标准
GB/T8722-2019代替GB/T8722-2008
Test method for thermal conductivity of carbon materials
国家标准化管理委员会 国家市场监督管理总局 发布
前言
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草.
本标准代替GB/T8722-2008(石墨材料中温导热系数测定方法》,本标准与GB/T8722-2008相比,主要技术内容变化如下:
增加了术语和定义(见第3章); 增加了纵向热流法试样取样方向(见4.4.1);修改了纵向热流法试验测定次数(见4.5.6.2008年版的6.6);增加了闪光法(见第5章);修改了试验报告内容(见第6章,2008年版的第9章).
本标准由中国钢铁工业协会提出.
本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口.
本标准起草单位:中钢集团新型材料(浙江)有限公司、中国平煤神马集团开封炭素有限公司、常州鑫能材料检验检测有限公司、山西晋阳碳素有限公司、大同宇林德石墨新材料股份有限公司、冶金工业信息标准研究院.
本标准主要起草人:黄岱、杨辉、郑景须、徐建平、毛玉珍、陈文来、万建民、吴建国、张惠兵、康进才、赤义德、段学良、杨吉庆.
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
GB/T 8722-1988GB/T
炭素材料导热系数测定方法
1范围
本标准规定了炭素材料导热系数术语和定义、原理、仪器设备、试样要求、试验步骤、结果计算、试验报告等.
本标准适用于炭素材料导热系数的测定.
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括的修改单)适用于本文件.
GB/T1427炭素材料取样方法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件.
3.1
导热系数thermalconductivity
能力.
4方法一:纵向热流法
4.1范围
适用于块状炭素材料100℃~800C导热系数的测定.
4.2原理
采用直接通电纵向热流法,圆柱试样通过直流电时,产生的热量主要沿试样织向向两端传导.达
热稳定状态后,认为试样上是一维纵向热流,对试样和侧向环境热交换予以修正.
4.3仪器设备
4.3.1千分尺:量程为0mm~25mm.精度0.01mm. 4.3.2游标卡尺:精度0.02mm4.3.3镍铬-镍硅铠装热电偶:裸露式.热电偶丝直径0.4mm~0.5mm4.3.4精密数字温度显示仪:分辨率0.1℃C,精度土1.3%.4.3.5直流数字电压表:分辨率0.001mV,精度土0.006%. 4.3.6定值分流器:500A/75mV,0.2级,配以相应精度直流毫伏表.或4.3.5中规定的数字电压表.
GB/T 8722-2019
4.3.7对开式防热炉:炉膛规格为直径50mm±2mm,长度135mm~140mm.炉内加相应尺寸的金属均热管,厚度为0.8mm~1.5mm,其上纵向温度接近二次抛物线分布,均热管横断面上各点间温差小于5℃.均热管和试样之间填充软质绝热材料,如硅酸铝纤维毡等.
4.3.8精密温度控制仪:控温精度土0.1C.
4.3.9试样加热供电设备:
-电子交流稳压器:5kVA;自耦变压器:5kVA;变压器:初级220V/23A,次级12V/411A;-一整流柜:最大电流500A,经滤波的电流波纹因数小于0.65%,电流稳定度大于土0.3%.试样加热的测量示意图如图1所示.
说明:
1-定值分流器;2毫伏表;3转换开关; 4--试样.
图1纵向热流法试样加热测量示意图
4.3.10真空系统:包括真空泵,扩散泵和真空炉罩,其真空度为0.133Pa.
4.3.11无电动势转换开关.
4.4试样要求
4.4.3试样工作区间:30.6mm~40mm.4.4.4在同一轴剖面上钻三个直径1.5mm、深1mm的测温小孔,同时要求两端孔到中心孔距离之差小于0.3mm.
4.4.1取样:按GB/T1427的规定进行,但试体长度不小于190mm,注明取样方向.
4.4.2规格:直径16mm±0.06mm.长度160mm±1mm,要求试样表面无明显刀痕.
4.5试验步骤
4.5.1试验条件:当试样温度在5min内变化不大于2C时,认为被测系统达到了热稳定状态,此时测 得的数据有效.通过试样电流大小应使试样中点的温度接近防热炉的中点温度,保证使试样和侧向环境温度差的函数的绝对值小于5℃.通过调节试样两端水冷电极的冷却水流量,使试样两端温差相接近,并使试样中点与两端平均温度差不低于9℃,不高于120℃.
4.5.2装样:要求试样与水冷电极紧密接触,
4.5.3测量试样温度的热电偶插人测温小孔,使其接触电阻尽量保持一致,同时调整测量侧向环境温2
度的热电偶位置与之相对应.其热点插人绝热层约5mm.它到试样轴心线距离为18mm~22mm.
4.5.4整个试验真空度低于13.3Pa.
4.5.5将防热炉通电,当被测系统达热平衡后,测量并记录试样和侧向环境温度,然后试样通电加热到
4.5.6每次测量重复不少于3次,取其平均值进行计算.
4.6结果计算
4.6.1试样导热系数(A)按式(1)计算,保留小数点后1位,数值修约按GB/T8170的规定.
式中:
试样的导热系数,单位为瓦每米开尔文[W/(mK)];I 通人试样的电流,单位为安培(A);V L 一试样工作区间平均长度,单位为毫米(mm); 试样工作区间平均电压降,单位为毫伏(mV);p 一试样直径,单位为毫米(mm);-一试样工作区间中点和两端点间的平均温度差,单位为摄氏度(C);N试样和侧向环境温度差的函数,单位为摄氏度(℃) -反映侧向热交换大小的系数;
e、N由下列各式计算:
......( 8 )
式中:
1、1-试样通电时试样端点、中点、另一编点的温度,单位为摄氏度(C):、--试样通电时测向环境端点、中点、另一端点的温度,单位为摄氏度(C);-试样不通电时试样编点、中点、另一端点的温度,单位为摄氏度(℃); -试样不通电时测向环境端点、中点、另一端点的温度,单位为摄氏度(C);一试样不通电时试样中点和两端点间的平均温度差,单位为摄氏度(℃):一试样不通电时侧向环境中点和两端点间的平均温度差,单位为摄氏度(℃);一试样通电时侧向环境中点和两端点间的平均温度差,单位为摄氏度(℃);N 一试样不通电时试样和侧向环境温度差的函数,单位为摄氏度(C).
试样平均温度:,由式(9)确定: