碳素材料热稳定性试验

检测项目

热分解性能：

• 分解温度测定：起始分解温度（T_onset）、50%失重温度（T_50%）（参照ASTME1137）
• 失重率分析：最大失重率（≤10%/min）、残余碳含量（≥95wt%）

氧化稳定性：

• 氧化起始温度：空气氛围下氧化点（≥600℃）
• 氧化失重率：100小时暴露失重（≤3%）

高温力学性能：

• 高温拉伸强度：1000℃下抗拉强度（≥200MPa）
• 蠕变行为：稳态蠕变速率（≤10⁻⁸/s，参照ISO204）

热膨胀行为：

• 热膨胀系数：平均CTE（20-1000℃，≤8×10⁻⁶/K）
• 尺寸稳定性：加热冷却循环尺寸变化（ΔL/L≤0.1%）

导热性能：

• 导热系数测定：高温导热率（≥100W/m·K）
• 热扩散率：各向异性扩散率（参照GB/T10297）

电性能变化：

• 电阻率：高温电阻变化率（ΔR/R≤5%）
• 介电强度：击穿场强（≥20kV/mm）

微观结构分析：

• 晶体结构变化：XRD晶格参数偏移（Δd/d≤0.1%）
• 表面形貌：SEM观察孔隙率（≤5%）

成分稳定性：

• 元素含量检测：碳含量偏差（±0.5wt%）
• 杂质分析：灰分含量（≤0.2%）

环境耐受性：

• 热循环耐受：循环次数（≥100次）
• 腐蚀失重：酸性环境失重率（≤1mg/cm²）

长期热老化性能：

• 老化寿命预测：Arrhenius模型参数
• 性能衰减率：强度保持率（≥90%after1000h）

检测范围

1.石墨材料：高纯石墨及膨胀石墨，重点检测高温氧化失重及导热性能稳定性

2.碳纤维增强复合材料：聚合物基碳纤维复合材料，侧重高温力学强度衰减及界面热稳定性

3.碳/碳复合材料：航空制动用碳/碳材料，核心评估氧化起始温度及循环热冲击耐受性

4.碳纳米管：单壁及多壁碳纳米管，聚焦热分解行为及电导率变化

5.活性炭：吸附用活性炭材料，关键测试热失重率及孔隙结构热稳定性

6.碳素陶瓷：SiC基碳素陶瓷，重点检测热膨胀系数均匀性及高温蠕变

7.炭黑：橡胶填充用炭黑，侧重分散性热稳定性及残留灰分含量

8.石墨烯基材料：氧化石墨烯薄膜，核心评估层间热剥离温度及导热性能

9.碳素密封材料：高温密封碳素制品，关键测试热循环尺寸变化及密封失效温度

10.碳素电极材料：锂电负极碳材料，重点检测高温电阻率变化及循环老化性能

检测方法

国际标准：

• ASTME1137-08热重分析标准试验方法
• ISO11358:2022塑料热重法测定分解温度
• ISO204:2018金属高温蠕变试验方法

国家标准：

• GB/T14898-2020碳素材料热重分析方法
• GB/T10297-2015非金属固体材料导热系数测定方法
• GB/T4338-2006金属材料高温拉伸试验方法

差异说明：ASTME1137采用10℃/min加热速率，而GB/T14898规定5℃/min；ISO204允许真空环境测试，GB/T4338限定惰性气体氛围

检测设备

1.热重分析仪：NETZSCHTG209F3型（温度范围RT-1000℃，精度±0.1μg）

2.差示扫描量热仪：TAInstrumentsDSC2500型（温度精度±0.1℃，量热范围-180-700℃）

3.高温万能试验机：SHIMADZUAG-XPlus型（载荷范围0.01-100kN，高温腔1000℃）

4.热膨胀仪：LINSEISDILL76型（温度范围-160-1600℃，分辨率0.05μm）

5.激光导热仪：NETZSCHLFA467HyperFlash型（导热率范围0.1-2000W/m·K，精度±3%）

6.扫描电子显微镜：JEOLJSM-7800F型（分辨率0.8nm，高温原位观察）

7.X射线衍射仪：BrukerD8ADVANCE型（角度范围0-160°，高温附件1200℃）

8.红外光谱仪：ThermoNicoletiS50型（波数范围7800-350cm⁻¹，高温池600℃）

9.高温气氛炉：NaberthermLHT04/18型（最高温度1800℃，气氛控制精度±0.1%）

10.电阻率测试仪：Keithley2450型（电阻范围10μΩ-100MΩ，温度补偿-50-150℃）

11.蠕变试验机：ZwickRoellKappa50SS型（载荷50kN，温度范围RT-1200℃）

12.热循环试验箱：ESPECTPL-42型（温度范围-70-180℃，循环速率10℃/min）

13.灰分测定仪：LECOTGA701型（残余量检测限0.01%，温度1000℃）

14.介电强度测试仪：HipotronicsDCX-50型（电压范围0-50kV，精度±1%）

15.高温显微镜：LeicaDM4M型（放大倍数1000x，高温平台1000℃）

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"碳素材料热稳定性试验"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。北检检测技术研究院将根据客户需求合理的制定试验方案。