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炭化膜检测

  • 原创官网
  • 2025-06-01 13:02:25
  • 关键字:北检研究院,炭化膜检测

相关:

概述:检测项目 物理性能检测: 膜层厚度:表面均匀性(CV≤8%)、厚度偏差值(±0.5μm) 密度测试:表观密度(≥1.85g/cm³)、开孔率(≤0.5%) 表面形貌:粗糙度Ra(≤0.2μm),孔隙分布(参照ISO 15901) 力学性能检测: 结合强度:界面剪切强度(≥20MPa,参照ASTM C633),划痕临界载荷(≥30N) 显微硬度:纳米压痕硬度(≥8GPa,载荷5mN) 断裂韧性:压痕断裂韧性KIC(≥2.5MPa·m¹/²) 热学性能检测: 热膨胀系数:RT-1500℃ CTE(2.5-4.

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检测项目

物理性能检测:

  • 膜层厚度:表面均匀性(CV≤8%)、厚度偏差值(±0.5μm)
  • 密度测试:表观密度(≥1.85g/cm³)、开孔率(≤0.5%)
  • 表面形貌:粗糙度Ra(≤0.2μm),孔隙分布(参照ISO 15901)
力学性能检测:
  • 结合强度:界面剪切强度(≥20MPa,参照ASTM C633),划痕临界载荷(≥30N)
  • 显微硬度:纳米压痕硬度(≥8GPa,载荷5mN)
  • 断裂韧性:压痕断裂韧性KIC(≥2.5MPa·m¹/²)
热学性能检测:
  • 热膨胀系数:RT-1500℃ CTE(2.5-4.0×10⁻⁶/K)
  • 热震稳定性:1550℃↔RT循环50次无剥落(参照GJB 323A)
  • 高温蠕变:1400℃/100h蠕变量(≤0.5%)
化学组成检测:
  • 元素分析:C含量(≥99.2wt%),杂质元素总量(O≤0.5wt%,Si≤0.05wt%)
  • 结构表征:石墨化度(R值0.85-1.15,拉曼光谱),sp²/sp³碳键比例
  • 污染控制:重金属残留(Pb/Cd/Cr⁶⁺≤5ppm)
电学性能检测:
  • 电阻率:体积电阻率(800-1200μΩ·m)
  • 介电常数:10GHz频率下εr(5.0-6.5)
耐环境性能检测:
  • 高温氧化:1600℃/50h氧化增重(≤1.5mg/cm²,参照GB/T 13303)
  • 等离子侵蚀:Ar等离子束流2MW/m²侵蚀率(≤0.05mm/s)
  • 湿热老化:85℃/85%RH/1000h性能衰减(≤5%)
功能性检测:
  • 密封性能:氦质谱检漏率(≤1×10⁻⁹Pa·m³/s)
  • 热辐射率:2.5μm波段发射率(≥0.88)
  • 抗烧蚀性:氧乙炔焰3400℃线烧蚀率(≤0.05mm/s)
微观结构检测:
  • 织构分析:择优取向度(Lotgering因子≥0.9)
  • 缺陷表征:微裂纹密度(≤5条/mm²),层间间距(0.335-0.340nm)
界面性能检测:
  • 过渡层分析:元素扩散深度(≤3μm),界面反应层厚度(≤1μm)
  • 残余应力:XRD法测量面内应力(-200±50MPa)
服役性能验证:
  • 热循环寿命:1300℃↔200℃循环1000次失效判定
  • 载荷耦合试验:1400℃/100MPa应力松弛率(≤3%/100h)

检测范围

1. C/C复合材料炭化膜: 检测沉积层厚度梯度(0.1-1.0mm)与基体结合强度,重点控制热解碳各向异性指数(≤1.15)

2. 陶瓷基复合材料防护膜: SiC/SiC构件表面CVD炭化膜,侧重高温水氧腐蚀失重率(1200℃/20%H₂O环境≤0.1mg/cm²·h)

3. 金属合金抗氧化涂层: 镍基高温合金渗碳层,检测渗碳深度(50-200μm)及碳化物相组成(MC型≥80%)

4. 核石墨密封件涂层: 高纯石墨表面致密炭膜,重点验证氚渗透率(≤1×10⁻¹¹mol/m·s·Pa)及辐照稳定性(10²⁰nvt中子注量下性能衰减≤8%)

5. 制动系统摩擦膜: 碳陶刹车盘表面炭化层,检测摩擦系数稳定性(0.35±0.05)及磨损率(≤2.0×10⁻⁷cm³/N·m)

6. 半导体热场部件: 单晶炉炭毡表面CVI炭化膜,控制杂质含量(Na/K≤0.1ppm)及热导率(≥120W/m·K)

7. 航天器防热涂层: 碳纤维增强炭化体,验证3000℃等离子风洞烧蚀形貌(线烧蚀率≤0.08mm/s)

8. 生物医用炭涂层: 钛合金植入体热解炭膜,检测细胞毒性(0级)及钙磷沉积量(≥15μg/cm²)

9. 电子封装散热膜: 金刚石/铜复合材料界面炭层,重点检测热阻(≤0.05K·cm²/W)及热循环可靠性(-65℃↔150℃ 500次)

10. 特种设备密封件: 柔性石墨复合炭化膜,验证压缩回弹率(≥85%)及气体渗透系数(≤1×10⁻¹³m²)

检测方法

国际标准:

  • ASTM F76-08(2020) 半导体材料载流子浓度测试
  • ISO 18754:2020 精细陶瓷密度测定
  • ISO 21701:2019 碳材料抗氧化性测试
  • ASTM E384-22 材料显微硬度标准方法
  • ISO 20507:2020 碳材料电阻率测定
  • ASTM E112-13 晶粒度测定方法(与GB/T 6394晶粒定义差异)
国家标准:
  • GB/T 30760-2014 炭素材料体积密度测定
  • GB/T 30761-2014 炭材料抗氧化性试验(与ISO 21701温度梯度差异)
  • GB/T 33501-2017 炭素材料拉伸强度试验
  • GB/T 34211-2017 热解炭微观结构表征
  • JC/T 2130-2012 碳材料热膨胀系数测定(与ASTM E228加载速率差异)

检测设备

1. 激光共焦显微镜: LEXT OLS5000型(Z向分辨率0.01μm,膜厚测绘精度±0.05μm)

2. 纳米压痕仪: TI 950 TriboIndenter(载荷分辨率50nN,位移分辨率0.01nm)

3. 高温氧化分析仪: SETSYS EVOLUTION 2400℃型(TG精度0.1μg,气氛控制精度±0.1%O₂)

4. 拉曼光谱仪: Renishaw inVia Qontor(532nm激光,空间分辨率0.5μm,光谱分辨率0.5cm⁻¹)

5. 扫描电镜系统: FEI Apreo 2S(分辨率0.8nm@15kV,EDS检测限0.1wt%)

6. X射线衍射仪: Bruker D8 ADVANCE(Cu靶Kα,2θ精度±0.0001°,织构分析功能)

7. 热震试验机: CCT-1500型(最高温度1700℃,水冷速率≥200℃/s,循环次数≥10000次)

8. 高温蠕变试验机: GWT0504型(1600℃/10kN,变形测量精度0.1μm)

9. 等离子烧蚀设备: PAT-3000型(热流密度10MW/m²,驻点温度≥3500℃)

10. 氦质谱检漏仪: ASM 340 T系列(最小可检漏率5×10⁻¹³Pa·m³/s)

11. 热膨胀仪: DIL 402 Expedis Classic(RT-2000℃,膨胀量分辨率0.125nm)

12. 四探针电阻仪: RTS-9型(电阻率范围10⁻⁴-10⁶Ω·cm,精度±0.5%)

13. 划痕测试仪: Revetest Xpress(最大载荷200N,声发射监测灵敏度0.1mV)

14. 激光导热仪: LFA 467 HyperFlash(温度范围-125℃-2000℃,热扩散率精度±2%)

15. 高温摩擦磨损机: UMT TriboLab(1500℃真空环境,扭矩分辨率0.01nN·m)

北检(北京)检测技术研究院【简称:北检院】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

以上是与"炭化膜检测"相关的简单介绍,具体试验/检测周期、检测方法和仪器选择会根据具体的检测要求和标准而有所不同。北检研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。

    材料检测服务

    专业分析各类金属、非金属材料的成分、结构与性能,提供全面检测报告和解决方案。包括金属材料力学性能测试、高分子材料老化试验、复合材料界面分析等。

    化工产品分析

    精准检测各类化工产品的成分、纯度及物理化学性质,确保产品质量符合国家标准。服务涵盖有机溶剂分析、催化剂表征、高分子材料分子量测定等。

    环境检测服务

    提供土壤、水质、气体等环境检测服务,助力环境保护与污染治理,共建绿色家园。包括VOCs检测、重金属污染分析、水质生物毒性测试等。

    科研检测认证

    凭借专业团队和先进设备,致力于为企业研发、质量控制及市场准入提供精准可靠的技术支撑,助力品质提升与合规发展。