碳块晶体测试

检测项目

晶体结构特性：

• 晶格参数测定：a轴偏差（±0.002Å），c轴堆叠度（≥98.5%）
• 结晶度分析：石墨化度（≥82%），参照ISO 20203标准
• 取向分布：择优取向因子（Lotgering F≥0.85）

• 导电性能：电阻率（≤50μΩ·m），热导率（≥110W/m·K）
• 热膨胀系数：轴向CTE（≤4.5×10⁻⁶/K @1600℃）
• 密度指标：体积密度（≥1.60g/cm³），孔隙率（≤18%）

• 主成分分析：固定碳含量（≥99.5wt%），灰分（≤0.3wt%）
• 微量元素：铁含量（≤150ppm），钠含量（≤50ppm）
• 硫残留：总硫量（≤0.02wt%）

• 抗压强度：轴向耐压（≥35MPa）
• 抗折强度：三点弯曲（≥12MPa）
• 弹性模量：静态杨氏模量（8-12GPa）

• 高温氧化失重：空气反应性（残极率≥92%）
• CO₂反应性：损耗率（≤10mg/cm²·h）
• 热震循环：20次循环裂纹扩展率（≤5%）

• 气孔结构：孔径分布（D50≤5μm），闭孔率（≥65%）
• 裂纹缺陷：微裂纹密度（≤3条/mm²）
• 晶粒尺寸：平均晶径（100-300μm）

• 阳极电位：极化曲线（过电位≤0.25V）
• 电流效率：电解损耗（≤15gC/t-Al）

• 熔盐侵蚀：电解质渗透深度（≤5mm/1000h）
• 阴极膨胀：钠膨胀率（≤1.2%）

• 金属润湿角：铝液接触角（≤90°）
• 界面电阻：电极-熔体界面阻抗（≤0.5Ω·cm²）

• 氟化物吸附：氟含量增量（≤0.5wt%）
• 氰化物生成：CN⁻析出量（≤5mg/kg）

检测范围

1.石墨化阴极碳块：铝电解槽用半石墨质阴极，重点检测钠膨胀率及热震稳定性

2.焙烧阳极碳块：有色金属冶炼用预焙阳极，侧重CO₂反应性与电阻率一致性

3.自焙电极糊：矿热炉连续自焙电极，管控软化点（110-120℃）及烧结强度

4.高纯石墨块：核反应堆慢化材料，要求硼当量（≤1.0ppm）及中子吸收截面

5.等静压石墨：半导体单晶炉热场部件，关注各向同性度（≤1.05）及灰分控制

6.电极接头材料：重点测试接头电阻（≤5μΩ·m）与热膨胀匹配性

7.碳化硅涂层碳块：强化耐蚀性基材，检测涂层结合强度（≥15MPa）及孔隙封闭率

8.再生碳素材料：回收阴极二次利用，监控有害元素（钒≤300ppm，镍≤200ppm）

9.碳纤维增强碳块：航天制动材料，评估层间剪切强度（≥20MPa）及氧化失重

10.特种石墨坩埚：高温冶金容器，侧重1600℃蠕变速率（≤0.1%/h）

检测方法

国际标准：

• ISO 11713:2020 碳块电阻率测定法
• ISO 14428:2016 阴极膨胀测试规程
• ISO 17544:2020 碳块孔隙率测定-压汞法
• ASTM C611-98(2020) 碳素材料电阻率标准试验
• ASTM C747-93(2020) 碳材料弹性模量测试

• GB/T 24525-2020 炭素材料体积密度测定
• GB/T 34218-2017 阴极炭块钠膨胀试验方法（比ISO标准增加0.5MPa预压载荷）
• GB/T 3074.1-2020 石墨电极抗折强度测定（与ASTM C651差异：跨距固定40mm）
• GB/T 1427-2020 炭素材料取样方法（限定块体中心取样）
• YB/T 119-2020 炭素材料灰分含量测定（灼烧温度900℃±25℃）

检测设备

1.高温热膨胀仪：NETZSCH DIL 402C型（最高温度1600℃，分辨率0.1nm）

2.X射线衍射仪：Rigaku SmartLab 9kW（Cu靶Kα辐射，角度重现性±0.0001°）

3.扫描电子显微镜：ZEISS GeminiSEM 500（分辨率0.8nm@15kV，EDS元素分析）

4.四探针电阻仪：Loresta-GP MCP-T610（量程10⁻³~10⁶Ω·cm，恒流源±0.1%）

5.万能材料试验机：Instron 5967型（载荷50kN，位移精度±0.1μm）

6.激光热导仪：NETZSCH LFA 467 HyperFlash（温度范围-125~2800℃）

7.压汞孔隙仪：Micromeritics AutoPore V 9600（孔径范围3nm~360μm）

8.高温反应性炉：Carbolite Gero CTR 60（恒温区±3℃，CO₂流量控制±0.5L/min）

9.电感耦合等离子体光谱仪：PerkinElmer Avio 550（检出限0.001ppm，波长范围165-782nm）

10.显微硬度计：Wilson Wolpert 930N（载荷0.01~1kgf，光学放大500×）

11.全自动真密度仪：Micromeritics AccuPyc II 1340（氦气置换法，重复性±0.01%）

12.电化学工作站：Gamry Interface 1010E（电流范围±2.0A，阻抗频率1μHz~1MHz）

13.高温蠕变试验机：SHIMADZU TRV-30TA（温度1600℃，载荷精度±0.5%）

14.同步热分析仪：NETZSCH STA 449 F5（TG-DSC同步分析，灵敏度0.1μg）

15.阴极膨胀测定装置：定制加压系统（轴向压力0-3MPa，位移传感器精度0.1μm）

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"碳块晶体测试"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。