国家标准计划《炭素材料 石墨化度的测定 X射线衍射法》由 TC183(全国钢标准化技术委员会)归口,TC183SC15(全国钢标准化技术委员会炭素材料分会)执行 ,主管部门为中国钢铁工业协会。
主要起草单位 郴州市产商品质量监督检验所 、中南大学 、方大炭素新材料科技股份有限公司 、冶金工业信息标准研究院 。
| 29 电气工程 |
| 29.050 导体材料 |
炭素材料是以碳元素为主的非金属固体材料的总称,涵盖石油焦、沥青焦、无烟煤等炭素原料和石墨电极、等静压石墨、C/C复合材料等炭素制品。
炭素材料具有导电、导热、耐高温、耐化学腐蚀、润滑、抗热震等优异性能,广泛应用于冶金、机械、电气、化工、能源、国防、航空航天等工业部门,是国民经济发展不可或缺的基础材料。
从晶体结构上讲,通常所说的炭素材料都是以石墨微晶为基础构成的,从结晶程度非常高的高定向石墨,再到X射线衍射中呈现非晶态的玻璃炭,所有的炭材料中,其结构的基本单位都是由碳原子组成的六角网平面。
这些网平面重迭堆积时,因为它们之间的相互作用非常弱,所以并非总是按一定的规则堆积,在理想石墨中,六角网平面是按照可记为ABAB或ABCABC的规则三维有序堆积的,称为石墨结构;而焦炭、玻璃炭等,不但网平面比石墨小,而且网平面间的堆积完全没有规则性,仅仅是二维平行堆积而已,称为乱层结构。
通常所说的所有炭素材料,其晶体结构都是介于乱层结构和理想石墨结构之间。
石墨化度是衡量炭素材料晶体结构接近理想石墨结构的程度的物理量,是炭素材料一个极其重要的参数。
不同石墨化度的炭素材料,其力学性能、电学性能、热物理性能及化学性能等差异较大。
通常石墨化度高,材料的导电、导热、润滑、抗氧化、耐腐蚀、韧性等性能提高,但力学性能降低;反之,石墨化度低,材料的力学性能提高,导电、导热、润滑、抗氧化、耐腐蚀、韧性等性能降低。
通过调整、控制炭素材料各组元及整体的石墨化状态、程度,可以赋予材料不同的综合性能,从而满足不同的使用要求。
因此,石墨化研究是炭素材料研究的一个非常重要的领域,准确测定、评价材料的石墨化度具有重要意义。
关于炭素材料石墨化度的测定,国际标准化组织ISO及美国材料测试学会ASTM均未制定相应的测定方法标准。
国内各种表征方法测试所得的图谱、数据等进行相应的分析、处理的条件不一,结果也有较大差异,很难达成共识,不能有效指导科研及生产实践。
因此,研究制定适用范围宽的炭素材料石墨化度测试方法标准,对于提高我国炭素材料质量,促进炭素产业发展具有重要的理论和现实意义。
本标准规定了X射线衍射法测定炭素材料石墨化度的原理、试剂、仪器和设备、试样制备、试验步骤、结果计算、精密度和试验报告等。