石墨的线膨胀系数及其测试方法

石墨的线膨胀系数及其测试方法


石墨线膨胀系数指材料受热后膨胀程度的度量。即当温度升高1℃时，引起单位长度的固体材料试样在某一特定方向上的膨胀比例常数，称为沿该方向的线膨胀系数测量几个不同方向的线膨胀系数后，可计算其体积膨胀系数。与许多金属材料相比，石墨电极的线膨胀系数是较低的，例如，铜在0~100.℃之间的线膨胀系数测定为17×10-6/℃，铝在0~100℃之间的线膨胀系数为23.610-/℃。挤压成型的石墨制品在20~200℃之间沿挤压方向的线膨胀系数为（1~2）×10-/℃，垂直于挤压方向为（2~3）×10-6/℃。中国测定石墨电极的线膨胀系数的标准方法（GB3074.4—82）为使用石英示差膨胀仪测定图3-8为石英示差膨胀仪装置示意图，主要由膨胀计、加热炉和测温系统三部分组成，经过精确加工的中孔试料棒固定在石英试料托及石英支承管之间，一根石英拉杆穿过试料棒的孔，石英拉杆顶部通过浮动托与千分表相接触，再将上述组成的膨胀测试装置放入加热炉内，在指定的温度范围内加热，石墨试料棒的膨胀量可由千分表读得，石墨电极线膨胀系数1千分表；2千分表架；3一弹簧；的标准测试温度范围规定为100~座；7-石英拉杆；8石英外套；9一600℃，测试结果的计算公式如下:石墨电极试样；10石英试料托a=+0.618×10-6/℃

a—试料在温度100~600℃范围的线膨胀系数，单位为10-6/℃；

L试样在室温时的长度，单位为mm；

L1—试样在100℃时的膨胀量，单位为mm；L2—试样在600℃时的膨胀量，单位为mm；K膨胀计的放大倍数；

0.618×10-6/℃石英在100~600℃温度范围内的平均线膨胀系数。

各种石墨电极在100~600℃之间测定的线膨胀系数举例见美国和日本的石油焦厂或炭素厂测定石油焦或石墨电极线膨胀系数的测试温度范围与中国不同，有的采用30~100℃，有的采用30~130℃，石墨材料的线膨胀系数随测定温度的提高而增加，但有一定规律性，以20~100℃区间测定的线膨胀系数为基准，只要加上一个附加数即可得出不同温度时的线膨胀系数，并且对任何测量方向都适用，这个随温度上升的附加数如下:

最终温度/℃ 附加数/×10-7·℃-1

100 0

200 2.0

300 4.0

400 6.0

500 7.7

600 9.2

700 10.4

800 11.4

900 12.3

1000 13.2

1500 17.2

2000 21.2

2500 25.2

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