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人造石墨真密度分析

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:人造石墨真密度分析聚焦于测定材料绝对体积特性,核心检测对象包括真密度、孔隙率及表观密度等物理参数。采用气体置换法(如氦气渗透)计算真密度值(g/cm³),关键项目涵盖密度均匀性、开闭孔率及与宏观性能关联性分析,参照ISO 12154和GB/T 5061标准确保精度控制在±0.01 g/cm³内,适用于锂电池负极、核石墨等高性能材料质量控制。

检测项目

物理性能检测:

  • 密度测量:真密度(g/cm³,精度±0.01)、表观密度(g/cm³,参照GB/T5061)
  • 孔隙率分析:开孔率(%,范围0.1%-30%)、闭孔率(%,范围0.1%-20%)
  • 体积收缩率:烧结后体积变化(%,值≤1.5)
化学成分分析:
  • 碳含量:总碳(wt%,≥99.5%)、固定碳(wt%,偏差±0.2%)
  • 杂质检测:金属元素含量(ppm,如Fe≤50、Si≤30)
  • 挥发分:热解损失(wt%,≤0.5%)
结构特性检测:
  • 晶体结构:石墨化度(%,≥90)、晶面间距(nm,0.3354±0.0002)
  • 粒度分布:D50粒径(μm,10-100)、比表面积(m²/g,1-20)
  • 取向因子:C轴排列度(%,≥85)
热学性能检测:
  • 热膨胀系数:CTE(10⁻⁶/K,值≤3.5)
  • 导热率:热导率(W/m·K,≥100)
  • 比热容:J/g·K(0.71±0.05)
力学性能检测:
  • 抗压强度:MPa(≥40)
  • 弯曲强度:MPa(≥20)
  • 弹性模量:GPa(≥10)
电学性能检测:
  • 电阻率:μΩ·m(≤15)
  • 电导率:S/m(≥3000)
  • 介电常数:ε(5.0±0.5)
表面特性检测:
  • 粗糙度:Ra值(μm,≤1.0)
  • 接触角:度(≥90)
  • 吸附性能:气体吸附量(ml/g,≤5)
环境稳定性检测:
  • 氧化速率:mg/cm²·h(≤0.01)
  • 耐腐蚀性:失重率(%,≤0.1)
  • 湿热老化:性能衰减(%,≤5)
加工性能检测:
  • 可磨性指数:HGI(≥60)
  • 成型密度:g/cm³(1.6-1.8)
  • 粘结强度:MPa(≥5)
安全性能检测:
  • 粉尘爆炸指数:Kst(bar·m/s,≤50)
  • 可燃性:燃烧速率(mm/min,≤20)
  • 毒性释放:有害气体浓度(ppm,≤10)

检测范围

1.锂电池负极材料:应用于锂离子电池,重点检测真密度与孔隙率对充放电效率和循环寿命影响

2.等静压石墨:用于高温炉具,侧重密度均匀性和热膨胀系数稳定性检测

3.核反应堆石墨:核能领域应用,核心检测中子吸收截面和辐照后密度变化

4.导电石墨制品:电极材料,重点分析电阻率和结构取向对导电性能关联

5.密封石墨材料:机械密封件,检测孔隙率和压缩回弹率以确保耐磨性

6.涂料添加剂石墨:功能性涂料,侧重粒度分布和表面粗糙度对分散性影响

7.耐火材料石墨:高温耐火砖,核心检测氧化速率和热导率衰减

8.航空航天石墨部件:轻量化结构件,重点分析真密度与力学强度匹配度

9.燃料电池双极板:能源设备,检测电导率和耐腐蚀性以优化效率

10.3D打印石墨粉体:增材制造原料,侧重流动性指数和烧结后密度一致性

检测方法

国际标准:

  • ASTMC559-16人造碳和石墨材料密度测定标准方法(基于气体置换法)
  • ISO12154:2014干燥材料密度测定方法(氦气渗透法)
  • ISO15901-1:2016孔隙结构分析(压汞法)
  • ASTMD2638-10(2020)体积收缩率测试标准(热重分析)
  • ISO8004:1985石墨化度测定(X射线衍射法)
国家标准:
  • GB/T5061-1998人造石墨真密度测定方法(阿基米德法)
  • GB/T3074.1-2016石墨电极密度测试(浸渍法)
  • GB/T24533-2019锂电池负极材料密度检测(气体置换法)
  • GB/T3620.1-2016杂质元素分析方法(ICP-OES)
  • GB/T3780.5-2017比表面积测试(BET法)
方法差异说明:ASTMC559与GB/T5061在气体类型上差异,ASTM优先用氦气而GB允许氮气;ISO12154与GB/T24533在样品预处理上不同,ISO要求烘干至恒重而GB包含真空脱气步骤;孔隙分析中ISO15901采用压汞法而ASTMD2638侧重热膨胀测量

检测设备

1.气体置换密度仪:AccuPycII1340型(分辨率0.0001g/cm³,压力范围0-20psi)

2.电子天平:SartoriusMSE6.6S-000-DM型(精度0.1mg,量程210g)

3.压汞孔隙仪:AutoPoreV9600型(孔径范围0.003-1000μm,压力60,000psi)

4.X射线衍射仪:BrukerD8ADVANCE型(角度精度0.0001°,检测限0.1%)

5.激光粒度分析仪:MalvernMastersizer3000型(粒径范围0.01-3500μm,精度±1%)

6.导热系数测试仪:NetzschLFA467型(温度范围-120-2000°C,精度±3%)

7.万能材料试验机:Instron5966型(载荷范围0.5-50kN,位移分辨率0.1μm)

8.四探针电阻仪:LorestaGPMCP-T700型(电阻范围0.1-10⁶Ω·cm,电流精度0.1%)

9.热重分析仪:TAInstrumentsQ50型(温度范围室温-1000°C,灵敏度0.1μg)

10.扫描电子显微镜:JEOLJSM-7900F型(分辨率1.0nm,放大倍数×500,000)

11.比表面积分析仪:MicromeriticsASAP2060型(检测限0.01m²/g,真空度10⁻¹⁰torr)

12.原子吸收光谱仪:PerkinElmerPinAAcle900T型(元素检测限0.1ppm,波长范围190-900nm)

13.接触角测量仪:KrüssDSA100型(角度精度0.1°,温度控制-10-200°C)

14.粉尘爆炸测试仪:KSEP20L型(爆炸压力范围0-20bar,点火延迟时间10ms)

15.高温炉:NaberthermLHT04/17型(温度范围室温-1700°C,升温速率20°C/min)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

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。

人造石墨真密度分析
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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