碳素材料热膨胀行为检测

参考周期：常规试验7-15工作日，加急试验5个工作日。

注意：因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外)。

检测项目

热膨胀系数测定：

• 平均线性热膨胀系数：α值测量（温度范围-196°C至2000°C，参照ISO11359-2）
• 瞬时热膨胀系数：dL/L0dT参数（精度±0.1μm/m·K）

温度依赖性分析：

• CTE斜率变化：dα/dT值（温度区间100-1000°C）
• 特征转变温度点：如玻璃化转变Tg≥150°C

各向异性评估：

• 轴向与径向CTE比值：≥1.10表示显著各向异性
• 晶体取向影响：晶面膨胀差异分析（参照ASTME228）

热循环稳定性：

• 循环后CTE变化率：≤±2%（循环次数≥500次）
• 残余应变测量：最大残余应变≤0.05%

热应力分析：

• 热膨胀失配应力计算：应力值≤100MPa
• 应力诱发相变检测：相变温度偏移≤10°C

环境因素影响：

• 湿度作用膨胀：RH30-90%范围CTE变化（偏差≤1%）
• 氧化气氛膨胀系数：O2浓度1-21%下CTE偏移

高温稳定性：

• CTE高温保持性：1000-1600°C区间稳定性（波动≤±0.5%）
• 蠕变相关膨胀：蠕变应变率≥10^-6s^-1

低温行为：

• 低温收缩系数：-196°C下收缩率测量
• 相变点检测：如碳材料低温结晶转变

复合材料系统：

• 界面膨胀匹配性：界面应力≤50MPa
• 增强体与基体CTE差异：差值≥2×10^-6/K

微观结构关联：

• 孔隙率与CTE相关性：孔隙率≤5%时的膨胀系数
• 晶粒尺寸影响：平均晶粒尺寸≤10μm的CTE变化

检测范围

1.石墨材料：高纯石墨和膨胀石墨，检测重点为高温各向异性及1600°C下CTE稳定性

2.碳纤维复合材料：聚合物基复合材料，检测膨胀行为与温度梯度匹配性及界面应力

3.碳/碳复合材料：高温应用材料，检测热循环稳定性（≥1000次循环）和氧化影响

4.玻璃碳材料：均匀结构碳材料，检测低孔隙率下的线性膨胀及温度依赖性

5.活性炭材料：多孔吸附材料，检测吸附过程膨胀变化及湿度影响

6.碳纳米管材料：纳米尺度碳结构，检测轴向CTE各向异性及低温收缩行为

7.金刚石薄膜：薄膜涂层材料，检测附着力相关膨胀及热应力分析

8.碳化硅基复合材料：陶瓷增强系统，检测高温膨胀匹配性及循环稳定性

9.聚合物衍生碳材料：碳化过程材料，检测碳化收缩率及残余应变

10.碳泡沫材料：多孔轻质材料，检测孔隙结构对CTE影响及环境因素作用

检测方法

国际标准：

• ISO11359-2:2021塑料和复合材料热膨胀系数测定
• ASTME831-19固体材料线性热膨胀标准试验
• ISO16808:2014金属材料高温膨胀测量

国家标准：

• GB/T3810.15-2016建筑陶瓷热膨胀系数检测
• GB/T3074.1-2008石墨电极热膨胀检测
• GB/T9966.15-2021天然石材膨胀系数试验

方法差异包括温度升降速率（ISO标准要求1-5°C/min，GB标准允许2-10°C/min）和校准程序（ASTM使用标准参考材料，GB采用内部比对）。

检测设备

1.热膨胀仪：NETZSCHDIL402C型（温度范围-180°C至2000°C，分辨率0.1μm）

2.高温热膨胀仪：LINSEISL75型（最高温度2400°C，升温速率0.01-50°C/min）

3.激光干涉膨胀仪：KEYENCELK-H050型（精度±0.1μm，非接触测量）

4.差分膨胀测量系统：TAInstrumentsQ400型（用于复合材料，应变范围±5000μm）

5.环境控制膨胀仪：SetaramSetsys型（可控气氛，RH范围10-95%）

6.低温膨胀装置：LakeShoreCryotronicsModel340型（温度至-269°C，液氮冷却）

7.热机械分析仪：PerkinElmerTMA4000型（多功能测量，载荷范围0.01-1N）

8.X射线衍射高温膨胀系统：RigakuSmartLab型（原位测量，角度分辨率0.0001°）

9.光学膨胀测量系统：MitutoyoQuickVision型（非接触式，视场范围50mm）

10.电容式膨胀计：Andeen-Hagerling2500A型（高精度±0.001%，频率1kHz）

11.应变计膨胀测量系统：VishayMicro-MeasurementsModel700型（现场应用，应变范围±5%）

12.高温炉带膨胀测量：NaberthermLH60/14型（集成系统，温度均匀性±2°C）

13.数字图像相关系统：CorrelatedSolutionsVIC-3D型（全场应变分析，分辨率0.01像素）

14.热膨胀模拟软件：ANSYSThermal模块（预测模型，网格尺寸≤0.1mm）

15.校准设备：Fluke724型（温度校准精度±0.1°C）

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。

中析仪器资质