400-6350567

高温烧结稳定性试验

2025-08-08 关键词:高温烧结稳定性试验,中析研究所,CMA/CNAS资质,北京中科光析科学技术研究所 相关:
高温烧结稳定性试验

高温烧结稳定性试验摘要:高温烧结稳定性试验是评估材料在长期高温(1000-1800℃)环境下性能保持能力的关键检测项目,主要针对陶瓷基复合材料、粉末冶金结构件、高温合金等,通过检测尺寸变化率、物相组成变化、常温/高温力学性能衰减、热膨胀系数稳定性等指标,判断材料是否满足航空航天、能源装备等领域的长期服役要求。

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

尺寸稳定性检测:

  • 线性尺寸变化率:ΔL/L0(%,参照GB/T3098.1)、激光干涉法测量(±0.01μm)
  • 体积尺寸变化率:ΔV/V0(%,阿基米德排水法)、三维扫描仪重构(±0.02%)
  • 翘曲度:最大翘曲量(mm/m,平面度测量仪)、高温持久变形(1000h/1200℃)
物相组成分析:
  • 主晶相含量变化:X射线衍射(XRD)峰强比(%,参照ASTMC1365)、Rietveld精修定量(wt%,±0.5%)
  • 次生相类型及含量:扫描电子显微镜(SEM)观察、能谱仪(EDS)成分分析(±0.05wt%)
  • 晶粒长大速率:金相显微镜统计(μm/h,参照GB/T6394)、电子背散射衍射(EBSD)取向分析
常温力学性能保持率:
  • 拉伸性能:屈服强度(Rp0.2/MPa)、抗拉强度(Rm/MPa)、断后伸长率(A%,参照GB/T228.1)
  • 弯曲性能:弯曲强度(σbb/MPa)、挠度(f/mm,三点弯曲试验)
  • 硬度:维氏硬度(HV10,±1%)、洛氏硬度(HRC,±0.5)
高温力学性能检测:
  • 高温拉伸强度:1200℃/1500℃(MPa,参照ASTMC1161)、应变速率(0.001-0.01/s)
  • 高温蠕变变形量:1000h/1300℃(%,参照ISO22007-2)、蠕变速率(×10⁻⁶/h)
  • 高温冲击功:夏比V型缺口(KV2/J,1000℃,参照GB/T4338)
热膨胀系数稳定性:
  • 热膨胀系数(α):25-1000℃(×10⁻⁶/℃,激光干涉法)、重复测量偏差(±0.05×10⁻⁶/℃)
  • 热膨胀曲线重复性:三次加热冷却循环(Δα/α0,%,参照GB/T16535)
表面状态检测:
  • 氧化层厚度:SEM截面分析(μm,±0.1μm)、glowdischargespectroscopy(GDS)深度profiling(±0.02μm)
  • 氧化增重率:热重分析(TG)(mg/cm²·h,参照ASTMEJianCe2)、恒温氧化试验(1000h/1200℃)
  • 表面裂纹密度:光学显微镜统计(条/mm²,±0.1条/mm²)、渗透探伤(PT)显示
界面结合性能检测:
  • 纤维/基体界面剪切强度:单纤维拔出试验(MPa,参照ASTMD3379)、载荷-位移曲线分析(±1MPa)
  • 涂层/基体结合强度:划痕试验(Lc/N,参照GB/T18682)、剥离试验(σb/MPa)
  • 焊缝界面完整性:超声探伤(UT)、射线探伤(RT,参照GB/T3323)
热循环稳定性检测:
  • 热循环次数:100次(100-1500℃)、500次(200-1200℃)
  • 热循环后重量变化:Δm/m0(%,±0.01%)、热重分析(TG)
  • 热循环后力学性能:拉伸强度保持率(%,±1%)、冲击功保持率(%,±2%)
化学稳定性检测:
  • 高温介质腐蚀率:moltensalt/metal(mm/年,参照GB/T10123)、浸泡试验(1000h/1000℃)
  • 元素扩散速率:电子探针显微分析(EPMA)(μm/h,±0.05μm/h)、扩散层厚度(μm)
  • 耐酸碱性能:pH=1-14(25℃/100℃)、重量变化率(%,±0.02%)
孔隙率变化检测:
  • 孔隙率:压汞法(%,参照GB/T21650)、气体吸附法(BET,±0.1%)
  • 孔径分布:0.003-1000μm(μm,±0.01μm)、孔隙形态(SEM观察)
热导率稳定性:
  • 热导率(λ):25-1500℃(W/(m·K),闪光法参照ASTME1461)、重复测量偏差(±1%)
  • 热扩散系数(α):激光脉冲法(mm²/s,±0.01mm²/s)、比热(cp/J/(kg·K),差示扫描量热法(DSC))

检测范围

1.陶瓷基复合材料:涵盖碳化硅纤维增强碳化硅(SiC/SiC)、碳纤维增强碳化硅(C/SiC)、氮化硼纤维增强氮化硼(BN/BN)等,重点检测物相组成变化(主晶相含量、次生相析出量)、纤维/基体界面结合强度(单纤维拔出试验)及高温力学性能衰减(1500℃拉伸强度保持率)。

2.粉末冶金结构件:包括铁基粉末冶金齿轮(Fe-0.5C-2Cu)、铜基粉末冶金轴承(Cu-10Sn-2Pb)、铝基粉末冶金活塞(Al-12Si-3Cu)等,重点检测尺寸变化率(线性/体积)、孔隙率变化(压汞法)及常温力学性能保持率(屈服强度、抗拉强度)。

3.高温合金:如Inconel718(GH4169)、Waspaloy(GH5188)、René41(GH4049)等,重点检测高温拉伸强度保持率(1200℃)、热膨胀系数稳定性(25-1000℃)及表面氧化层厚度(SEM截面分析)。

4.电子陶瓷材料:包括氧化铝陶瓷基板(Al₂O₃≥99%)、氮化硼陶瓷散热片(BN≥98%)、碳化硅陶瓷功率模块(SiC≥97%)等,重点检测热导率稳定性(25-1000℃)、尺寸变化率(激光干涉法)及表面裂纹密度(光学显微镜统计)。

5.耐火材料:如刚玉质耐火砖(Al₂O₃≥95%)、碳化硅耐火管(SiC≥90%)、镁铬质耐火浇注料(MgO-Cr₂O₃≥85%)等,重点检测高温蠕变变形量(1000h/1300℃)、氧化增重率(热重分析)及化学稳定性(moltensalt腐蚀率)。

6.航空航天用高温材料:如航天发动机燃烧室衬套(C/C-SiC)、航空涡轮叶片(高温合金+热障涂层)、卫星结构件(钛基陶瓷涂层)等,重点检测热循环稳定性(100次100-1500℃)、高温力学性能衰减(1500℃拉伸强度)及物相稳定性(XRD峰强比变化)。

7.能源装备用材料:如燃气轮机叶片(Inconel625)、nuclearreactor燃料包壳材料(zirconiumalloy)、太阳能热发电吸热器管材(HastelloyX)等,重点检测热膨胀系数稳定性(25-1200℃)、化学腐蚀率(moltenmetal/盐)及尺寸变化率(激光干涉法)。

8.金属陶瓷材料:如钨钴硬质合金(WC-Co,Co=6-15wt%)、钛基陶瓷涂层(TiN/TiCN)、镍基陶瓷颗粒增强合金(Ni-Al₂O₃)等,重点检测界面结合强度(划痕试验)、硬度保持率(维氏硬度HV10)及物相组成变化(XRD定量分析)。

9.玻璃陶瓷材料:如锂铝硅玻璃陶瓷(Li₂O-Al₂O₃-SiO₂)、镁铝硅玻璃陶瓷(MgO-Al₂O₃-SiO₂)、低膨胀玻璃陶瓷(零膨胀)等,重点检测热导率稳定性(25-800℃)、尺寸变化率(ΔL/L0)及热循环后重量变化(Δm/m0)。

10.碳素材料:如石墨电极(高纯度石墨,C≥99.9%)、碳纤维增强碳(C/C)复合材料、碳碳刹车盘等,重点检测高温蠕变变形量(1000h/1800℃)、氧化增重率(TG分析)及物相组成变化(XRD检测石墨化程度)。

检测方法

国际标准:

  • ASTMC1161-21陶瓷材料高温拉伸试验方法(高温拉伸强度检测,应变速率0.001-0.01/s,试验温度室温-1800℃)
  • ISO18755:2015精细陶瓷热膨胀系数测定(激光干涉法,测量精度±0.1μm,温度范围-150-2000℃)
  • ASTME1461-20热导率测定(闪光法,适用于高导热材料,热导率范围0.1-2000W/(m·K))
  • ISO22007-2:2017金属材料蠕变试验(高温蠕变变形量检测,载荷保持精度±0.1%,试验温度室温-1500℃)
  • ASTMC1365-18陶瓷材料X射线衍射分析(物相组成定量,Rietveld精修,误差±0.5wt%)
国家标准:
  • GB/T228.1-2021金属材料拉伸试验(常温拉伸性能检测,应变速率0.0005-0.005/s,精度±1%)
  • GB/T13298-2015金属显微组织检验方法(物相组成分析,金相显微镜观察,放大倍数50-1000×)
  • GB/T10123-2001金属和合金的腐蚀基本术语和定义(化学腐蚀率检测,浸泡试验周期1000h,精度±0.01mm/年)
  • GB/T3098.1-2010紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱(尺寸变化率检测参考,线性尺寸测量精度±0.01mm)
  • GB/T6394-2002金属平均晶粒度测定方法(晶粒长大速率统计,金相显微镜计数,误差±5%)
国际标准ASTMC1161-21与国家标准GB/T228.2-2015在高温拉伸试验的应变速率控制上存在差异,ASTM要求应变速率为0.001-0.01/s,而GB/T要求为0.0005-0.005/s,检测时需根据客户要求选择标准并标注差异;ISO18755:2015采用激光干涉法测定热膨胀系数,精度(±0.1μm)高于GB/T16535-2008的机械法(±1μm),适用于高精度要求的陶瓷材料检测。

检测设备

1.高温电子万能试验机:INSTRON5569H型(载荷范围0.1-100kN,试验温度室温-1800℃,精度±0.5%,配备钼丝加热高温炉)

2.同步热分析仪(STA):NETZSCHSTA449F3型(温度范围-150-2400℃,热重分析(TG)精度±1μg,差热分析(DTA)分辨率0.1μV,气氛控制(氩气、空气、氮气))

3.X射线衍射仪(XRD):BrukerD8Advance型(Cu靶,管电压40kV,管电流40mA,步长0.02°,扫描范围5-90°,配备高温样品台(室温-1200℃))

4.扫描电子显微镜(SEM):ZEISSSigma500型(分辨率1.0nm@15kV,放大倍数5-1,000,000×,配备EDS能谱仪(检测限0.01wt%)、EBSD背散射衍射系统)

5.激光干涉热膨胀仪:LINSEISL75型(温度范围-150-2000℃,测量精度±0.1μm,试样长度10-100mm,重复性±0.05μm)

6.高温蠕变试验机:SHIMADZUAG-XPlus型(载荷范围1-100kN,试验温度室温-1500℃,蠕变变形量测量精度±0.001mm,配备真空/惰性气体保护系统)

7.直读光谱仪:OBLFQSN750-II型(检测元素范围C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo等,检测限0.0001wt%,氩气纯度要求99.999%)

8.夏比冲击试验机:Zwick/RoellHIT50P型(冲击能量0.5-50J,试验温度-196-1000℃,精度±1%,配备高温加热炉(室温-1200℃))

9.维氏硬度计:WilsonVH3300型(试验力1-1000g,精度±1%,配备高温样品台(室温-800℃)、自动转塔系统)

10.热导率测试仪:NETZSCHLFA467型(闪光法,温度范围-120-2000℃,热导率测量范围0.1-2000W/(m·K),精度±1%)

11.孔隙率测试仪:QuantachromePoreMaster60型(压汞法,孔隙直径范围0.003-1000μm,精度±0.1%,配备高压泵(最大压力6000bar))

12.氧化增重测试仪:ThermoScientificTGA5500型(温度范围室温-1500℃,重量变化分辨率0.1μg,气流控制精度±1mL/min,配备高温炉(陶瓷管))

13.单纤维拔出试验机:DebenMicroTest5000型(载荷范围0.01-50N,位移分辨率0.1μm,配备高温夹具(室温-1000℃)、视频显微镜(放大倍数100-500×))

14.划痕试验机:CSMInstrumentsRevetest型(载荷范围0.1-100N,划痕速度0.1-10mm/s,划痕长度0.1-100mm,配备声学发射(AE)传感器、光学显微镜)

15.金相显微镜:OLYMPUSGX71型(放大倍数50-1000×,配备数码摄像头(2000万像素)、高温载物台(室温-600℃)、图像分析软件)

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

中析高温烧结稳定性试验 - 由于篇幅有限,仅展示部分项目,如需咨询详细检测项目,请咨询在线工程师

相关检测

联系我们

热门检测

荣誉资质

  • cma
  • cnas-1
  • cnas-2