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                炭素材料檢測表面粗糙度,找不到依據標準怎么辦?_拜恩檢測-專業第三方檢測機構

                發表時間:2022-06-29   來源:

                 

                當今世界,炭素材料在電池電化學材料檢測領域越來越吃香了,尤其是現在的香餑餑“石墨烯材料”,幾乎成為未來新能源實現技術瓶頸突破的關鍵。從廣義上講,炭素材料是指有機物炭化后形成的材料, 如炭纖維、石墨塊、炭電極、活性炭等。從用途上講,炭素材料大致可分為冶金用炭素制品、化工用炭素制品、電工機械用炭素制品、鋁生產用炭素紙制品、特種炭素制品等。

                炭素材料檢測

                這里給大家普及一個概念,“炭素材料”非“碳素材料”,這是兩個類別的產品。碳素材料里面的“碳”是元素,如碳鍵,二氧化碳,滲碳等,碳素材料是指含碳元素在99.9%以上的物質,如碳納米管、 碳60等“炭素材料”里面的“炭”則是指以含碳元素為主的其他物質和材料,如煤炭、焦炭、炭黑、炭纖維等。簡單來講,一個是元素的概念,一個是物質的概念,大家還是要理清兩者的區別。

                 

                一、炭素材料種類

                我國對炭素材料的種類進行了明確區分,依據可參考GB/T1426-2008《炭素材料分類》,從大類上,炭素材料種類主要如下:

                1.炭素材料原料 

                2.冶金用石墨制品類 

                3.冶金用炭制品類 

                4.冶金用炭糊類 

                5.電工機械用炭素材料類 

                6.化工用炭素材料類 

                7.特種石墨制品類 

                8.特種炭制品類 

                9.炭纖維及其復合材料類 

                10.納米炭材料類 

                 

                二、粗糙度對炭素材料的重要性

                為什么講表面粗糙度對炭素材料制品很重要呢?那是因為炭素材料制品一般成品在表面耐磨性、抗腐蝕性、疲勞強度,包括密封性能、導熱性能等方面都有著明確要求,而表面粗糙度對于這些性能都會產生直接或間接的影響。所以,炭素材料制品在做質量評定時,一般都會把表面粗糙度列到檢測項目之中。當然“表面粗糙度”也就成為炭素材料在生產、加工和驗收過程中一項必不可少的質量檢測指標。

                國家為了方便企業對炭素的各項指標檢測,特意為每個指標都制定了相關檢測方法標準。參考如下:

                GB/T1429-2009        炭素材料灰分含量的測定方法

                GB/T1431-2019        炭素材料耐壓強度測定方法

                GB/T24203-2009        炭素材料真密度、真氣孔率測定方法煮沸法

                GB/T24525-2009        炭素材料電阻率測定方法

                GB/T24526-2009        炭素材料全硫含量測定方法

                GB/T24527-2009        炭素材料內在水分的測定

                GB/T24528-2009        炭素材料體積密度測定方法

                GB/T24529-2009        炭素材料顯氣孔率的測定方法

                GB/T3074.1-2021        炭素材料抗折強度測定方法

                GB/T37588-2019        炭素材料氮含量的測定杜馬斯燃燒法

                GB/T38338-2019        炭素材料斷裂韌性測定方法

                GB/T39535-2020        炭素材料肖氏硬度測定方法

                GB/T40406-2021        炭素材料壓縮靜態彈性模量和泊松比測定方法

                GB/T8721-2019        炭素材料抗拉強度測定方法

                GB/T8722-2019        炭素材料導熱系數測定方法

                GB/T9973-2006        炭素材料透氣度試驗方法

                GB/T8719-2009        炭素材料及其制品的包裝、標志、儲存、運輸和質量證明書的一般規定

                YB/T5147-2017        炭素材料硼含量的測定姜黃素-草酸比色法

                YB/T5189-2007        炭素材料揮發分的測定

                YB/T917-2017        炭素材料釩含量的測定3,3-二甲基聯萘胺比色法

                從這十幾個國家標準及行業標準,我們可以看出,國家對炭素材料檢測的重視。但是偏偏“表面粗糙度”這一重要指標,國家目前尚未出臺相關參數要求及檢測方法標準。沒有標準的背后,就是行業對這一指標要求的不規范。一項指標不規范,就可能導致連鎖導反應,影響到其他性能的表現。所幸的事,國家已經注意到表面粗糙對炭素材料的重要意義,開始著手制定相關標準了。下面,小編就內部消息給出的資料,為大家介紹一下炭素材料應該如何檢測表面粗糙度吧。

                 

                三、表面粗糙度評定參數確定

                我們在對炭素材料的表面粗糙度做要求時,需要從載荷、潤滑、材料、運動方向、速度、溫度、成本等因素綜合考慮來確定合適的標準參數值,而不應憑主觀臆斷隨意給出。實際選用時,應按制品表面應用功能要求和加工經濟性兩者結合,控制一個表面粗糙度不在于要獲得較小的粗糙度參數值,而是在滿足使用性能要求的前提下,盡可能選用較大的粗糙度參數值,這樣有利于企業降低制造成本和取得較好的經濟效益。

                當然,我們在缺乏充分資料的條件下,也可以按照類似的設計和加工方法的經驗、統計資料和設計者的實踐經驗,來確定炭素材料粗糙度參數值 。另外,測試粗糙度儀與其他類型的材料檢測設備相比,其操作簡便,并且對材料不易造成損失,企業可以根據自身需求投入該設備,或者委托第三方公司對其進行檢測。

                 

                根據以上說明,我們可確定炭素材料表面粗糙度評定參數如下:

                 

                1.評定輪廓算術平均偏差Ra:在一個取樣長度內,輪廓的峰高與谷深絕對值的算術平均值。

                Ra參數

                2.評定輪廓最大高度Rz:在一個取樣長度內,最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和。

                Rz參數

                 

                四、表面粗糙度檢測步驟

                炭素材料表面粗糙度檢測的原理,就是在粗糙度檢測儀的傳感器測桿一端裝有金剛石觸針,當驅動器拖動觸針在試樣表面輕輕劃過時,由于被測試樣表面輪廓谷峰起伏,觸針將在垂直于試樣表面輪廓方向上產生上下位移,這種位移由位移傳感器測量,再轉換為電信號,經放大、濾波、最后輸出表面粗糙度數值或者輪廓曲線。

                檢測表面粗糙度儀器

                具體測試步驟詳細如下:

                1.對試樣粗糙度范圍進行目測或試測(推薦評定長度按 4.0mm),獲取初步粗糙度參數及數值。 

                2.依據上面獲取的初步數值,對應Ra或Rz評定參數要求來設置粗糙度檢測儀器,其他滿足儀器要求的參數設置應該同樣滿足本文件。 

                 

                 

                不同 Ra 對應測試參數

                 

                不同 Rz 對應測試參數

                3.將試樣固定在緊固夾具上,驅動器固定在立柱上,調整驅動器的高度,使觸針垂直接觸 于試樣測量表面,并保持一定的垂直壓力,同時確保測頭和試樣測量表面互相平行。啟動設 備開始測量,結束后記錄數據。 

                4.釋放垂直壓力,調高驅動器位置,將試樣調整其他測量位置,重復 7.3 步驟,每個試樣 應至少測量 3 個不同的表面位置,取平均值。  

                5.結果保留小數點后一位,數值修約按 GB/T 8170 規定進行。

                 

                五、總結

                以上便是炭素材料檢測表面粗糙度的相關方法。我們在素材料檢測時,一定要注意樣品取樣。試樣表面應均勻平整,無可見裂紋、掉邊、缺角、凸起、凹坑、孔洞等缺陷,試樣的形狀或尺寸一定要滿足儀器固定要求。具體取樣方法可參考 GB/T1427-2016 《炭素材料取樣方法》來執行。

                 

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