石墨的線膨脹系數(shù)及其測(cè)試方法

石墨線膨脹系數(shù)指材料受熱后膨脹程度的度量。即當(dāng)溫度升高1℃時(shí)，引起單位長(zhǎng)度的固體材料試樣在某一特定方向上的膨脹比例常數(shù)，稱為沿該方向的線膨脹系數(shù)測(cè)量幾個(gè)不同方向的線膨脹系數(shù)后，可計(jì)算其體積膨脹系數(shù)。與許多金屬材料相比，石墨電極的線膨脹系數(shù)是較低的，例如，銅在0~100.℃之間的線膨脹系數(shù)測(cè)定為17×10-6/℃，鋁在0~100℃之間的線膨脹系數(shù)為23.610-/℃。擠壓成型的石墨制品在20~200℃之間沿?cái)D壓方向的線膨脹系數(shù)為（1~2）×10-/℃，垂直于擠壓方向?yàn)椋?/span>2~3）×10-6/℃。中國(guó)測(cè)定石墨電極的線膨脹系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方法（GB3074.4—82）為使用石英示差膨脹儀測(cè)定圖3-8為石英示差膨脹儀裝置示意圖，主要由膨脹計(jì)、加熱爐和測(cè)溫系統(tǒng)三部分組成，經(jīng)過(guò)精確加工的中孔試料棒固定在石英試料托及石英支承管之間，一根石英拉桿穿過(guò)試料棒的孔，石英拉桿頂部通過(guò)浮動(dòng)托與千分表相接觸，再將上述組成的膨脹測(cè)試裝置放入加熱爐內(nèi)，在指定的溫度范圍內(nèi)加熱，石墨試料棒的膨脹量可由千分表讀得，石墨電極線膨脹系數(shù)1千分表；2千分表架；3一彈簧；的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溫度范圍規(guī)定為100~座；7-石英拉桿；8石英外套；9一600℃，測(cè)試結(jié)果的計(jì)算公式如下:石墨電極試樣；10石英試料托a=+0.618×10-6/℃

a—試料在溫度100~600℃范圍的線膨脹系數(shù)，單位為10-6/℃；

L試樣在室溫時(shí)的長(zhǎng)度，單位為mm；

L1—試樣在100℃時(shí)的膨脹量，單位為mm；L2—試樣在600℃時(shí)的膨脹量，單位為mm；K膨脹計(jì)的放大倍數(shù)；

0.618×10-6/℃石英在100~600℃溫度范圍內(nèi)的平均線膨脹系數(shù)。

各種石墨電極在100~600℃之間測(cè)定的線膨脹系數(shù)舉例見(jiàn)美國(guó)和日本的石油焦廠或炭素廠測(cè)定石油焦或石墨電極線膨脹系數(shù)的測(cè)試溫度范圍與中國(guó)不同，有的采用30~100℃，有的采用30~130℃，石墨材料的線膨脹系數(shù)隨測(cè)定溫度的提高而增加，但有一定規(guī)律性，以20~100℃區(qū)間測(cè)定的線膨脹系數(shù)為基準(zhǔn)，只要加上一個(gè)附加數(shù)即可得出不同溫度時(shí)的線膨脹系數(shù)，并且對(duì)任何測(cè)量方向都適用，這個(gè)隨溫度上升的附加數(shù)如下:

最終溫度/℃            附加數(shù)/×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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