碳块老化分析

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

力学性能检测：

• 抗压强度测试：初始强度（≥50MPa），老化衰减率（≤20%，参照ASTM C695）
• 弯曲强度测试：断裂模量（≥30MPa），蠕变变形量（±0.5mm）
• 硬度检测：肖氏硬度（HS≥70），微硬度变化（HV0.5±5）

热性能检测：

• 热稳定性分析：氧化起始温度（≥500°C），热失重率（≤5%，参照ISO 11358）
• 热导率测量：老化前后变化（±10W/mK），热膨胀系数（CTE≤5×10⁻⁶/K）
• 耐热冲击测试：循环次数（≥100次），裂纹扩展长度（≤0.1mm）

电化学性能检测：

• 电阻率测试：体积电阻率（变化范围±15%，参照GB/T 3048.2）
• 电化学阻抗谱：阻抗模量（|Z|老化增加≥50%），相角位移（θ±5°）
• 电容衰减分析：比电容损失率（≤25%），循环寿命（≥500次）

微观结构分析：

• 晶体结构检测：晶格参数变化（Δd/d≤0.02），衍射峰位移（2θ±0.5°）
• 孔隙率测量：老化孔隙率增加（≤10%），孔径分布（30-50μm）
• 表面形貌观测：裂纹密度（≤5条/mm²），粗糙度Ra（变化±0.5μm）

化学组成检测：

• 元素分析：碳含量（≥98wt%），杂质元素偏差（如S≤0.2%，参照ISO 15350）
• 氧化产物鉴定：CO₂释放量（≤50mg/g），灰分残留（≤0.5%）
• 官能团变化：红外光谱峰位移（±10cm⁻¹），羟基含量（OH≤1wt%）

环境老化模拟：

• 湿热老化测试：湿度循环（85%RH，-40~85°C），性能保留率（≥80%）
• 紫外辐照试验：辐照剂量（1000kGy），褪色率（ΔE≤3）
• 腐蚀介质暴露：酸液浸泡（pH=3），质量损失率（≤3%）

粘结性能评估：

• 界面结合强度：粘结力（≥10MPa），剥离强度（老化下降≤15%）
• 胶层耐久性：蠕变寿命（≥1000h），失效模式分析

疲劳特性检测：

• 循环载荷测试：疲劳寿命（≥10⁶次），应力幅值衰减（≤10%）
• 裂纹扩展速率：da/dN（≤10⁻⁷mm/cycle，参照ASTM E647）

声学特性分析：

• 超声波检测：声速变化（±5%），衰减系数（α≤2dB/cm）
• 声发射监测：事件计数（老化增加≥20%），能量释放率

尺寸稳定性检测：

• 线性膨胀测试：热膨胀系数（CTE≤4×10⁻⁶/K），尺寸变化率（±0.1%）
• 翘曲变形测量：最大变形量（≤0.5mm），平整度公差（±0.2mm）

失效模式识别：

• 断裂分析：断口形貌观测，裂纹起源定位
• 氧化层厚度：SEM测量（≤50μm），分层缺陷评级

检测范围

1. 石墨电极碳块：涵盖高纯石墨材料，重点检测高温氧化导致的电阻率增加和强度衰减，应用于电弧炉场景。

2. 锂离子电池碳负极：包括硬碳和软碳类型，侧重电化学老化如容量衰减和界面阻抗变化，适用于新能源存储系统。

3. 核反应堆石墨砌块：涉及核级石墨，检测中子辐照引发的微观裂纹和热导率下降，确保辐射环境安全性。

4. 燃料电池双极板碳块：覆盖复合碳材料，重点评估湿热老化下的气体渗透率和导电性损失，用于氢能装置。

5. 电解槽碳阳极：包含工业级碳块，检测电解液腐蚀引起的表面蚀坑和质量损失，应用于氯碱工业。

6. 碳刷材料：涉及电机用碳石墨，侧重摩擦磨损老化和电接触电阻变化，确保马达高效运行。

7. 活性炭吸附块：涵盖多孔碳材料，重点分析孔隙结构退化和吸附容量下降，用于水处理系统。

8. 碳纤维增强复合块：包括CFRP碳块，检测界面脱粘和纤维降解，应用于航空航天结构件。

9. 密封碳石墨块：涉及高密度石墨，评估压缩永久变形和密封失效，用于泵阀机械密封。

10. 碳化硅复合碳块：覆盖陶瓷-碳混合材料，侧重热冲击老化和氧化层形成，适用于高温炉衬。

检测方法

国际标准：

• ASTM C695-23 碳块压缩强度试验方法
• ISO 11358-1:2022 塑料热重分析法测定热稳定性
• IEC 60404-2:2020 磁性材料电阻率测量规范
• ASTM E647-23 疲劳裂纹扩展速率标准试验
• ISO 178:2021 塑料弯曲性能测定方法

国家标准：

• GB/T 3048.2-2021 电线电缆电性能试验方法
• GB/T 3074.1-2021 石墨电极抗压强度试验
• GB/T 4334-2020 金属材料腐蚀试验通用规则
• GB/T 9966.1-2021 天然石材试验方法
• GB/T 16825.1-2021 金属材料拉伸试验

方法差异包括GB/T 3074.1与国际ASTM C695在加载速率要求不同（GB为2mm/min，ASTM为1mm/min）；ISO 11358与GB标准在热重分析升温程序存在偏差（ISO规定10°C/min，GB建议5°C/min）；IEC 60404-2与GB/T 3048.2在电阻率测量电极配置上有区别（IEC使用四探针法，GB采用二探针法）。

检测设备

1. 万能材料试验机：Instron 5967型（载荷范围0.01-100kN，精度±0.3%，位移分辨率0.001mm）

2. 热重分析仪：PerkinElmer STA 8000型（温度范围20-1500°C，灵敏度0.1μg）

3. 四探针电阻率测试仪：Keithley 2450型（电阻测量范围10μΩ-10GΩ，电流输出0.1pA-1A）

4. 扫描电子显微镜：Hitachi SU8010型（分辨率0.8nm，加速电压0.5-30kV）

5. 傅里叶变换红外光谱仪：Thermo Nicolet iS50型（波数范围4000-400cm⁻¹，分辨率0.5cm⁻¹）

6. 超声波探伤仪：Olympus EPOCH 650型（频率范围0.5-25MHz，精度±1%）

7. 电化学工作站：BioLogic VMP3型（电流范围±1A，电位范围±10V）

8. X射线衍射仪：Bruker D8 Advance型（角度范围0-160°，精度0.0001°）

9. 环境试验箱：Weiss WK11-180型（温度范围-70-180°C，湿度范围10-98%RH）

10. 激光粒度分析仪：Malvern Mastersizer 3000型（粒径范围0.01-3500μm，重复性±0.5%）

11. 冲击试验机：Zwick Roell HIT5.5P型（能量范围0.5-50J，锤头速度5.5m/s）

12. 导热系数测定仪：LaserComp FOX50型（热导率范围0.001-500W/mK，精度±3%）

13. 硬度计：Wilson Rockwell 574型（标尺HRC/HRA，载荷60-150kgf）

14. 声发射传感器：Physical Acoustics Nano30型（频率范围100-1000kHz，灵敏度-65dB）

15. 孔隙结构分析仪：Micromeritics ASAP 2460型（孔径测量0.35-500nm，比表面积精度±0.05m²/g）

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