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4.4 真密度

真密度是指高纯石墨单位体积内所包含的固体物质质量,不包括孔隙和裂缝等空隙部分。真密度反映了高纯石墨的结构紧密程度和结晶完整程度,对高纯石墨的导电性、抗压强度、抗拉强度等性能有重要影响,因此需要控制在较高的水平。真密度的测定方法是气体比重法,该方法具有准确度高、灵敏度高、适用范围广等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品放入密闭容器中,用惰性气体(如氦气)充满容器,测量容器内的压力和温度,然后将样品取出,再次测量容器内的压力和温度,根据两次测量结果和气体状态方程计算出真密度。

真密度:这一指标的测定方法可以参照JB/T 8133.5-2013标准的第5部分。

4.5 体积密度:

体积密度是指高纯石墨单位体积内所包含的固体物质质量,包括孔隙和裂缝等空隙部分。体积密度反映了高纯石墨的孔隙率和填充程度,对高纯石墨的导电性、抗压强度、抗拉强度等性能有一定影响,因此需要控制在一定的范围内。体积密度的测定方法是水浸法,该方法简单易行,但需要注意样品的干燥和浸水条件。该方法的原理是将高纯石墨样品经过干燥后称重,然后在水中浸泡至饱和,再称重,根据两次称重结果计算出体积密度。

JB/T 8133.14-2013 电炭制品物理化学性能试验方法 第14部分:体积密度。

4.6 气孔率:

气孔率是指高纯石墨单位体积内空隙部分所占的百分比,包括开放孔隙和闭合孔隙。气孔率反映了高纯石墨的结构紧密程度和填充程度,对高纯石墨的导电性、抗压强度、抗拉强度等性能有一定影响,因此需要控制在一定的范围内。气孔率的测定方法是水浸法,该方法简单易行,但需要注意样品的干燥和浸水条件。该方法的原理是将高纯石墨样品经过干燥后称重,然后在水中浸泡至饱和,再称重,根据两次称重结果计算出气孔率。

气孔率:这一指标的测定方法可以参照JB/T 8133-2013标准的第12部分.

4.7 电阻率:

JB/T 8133.18-2017 电炭制品物理化学性能试验方法 第18部分

电阻率是指高纯石墨单位长度内所呈现的电阻值,反映了高纯石墨的导电性能。电阻率与高纯石墨的结构、组成、温度等因素有关,对高纯石墨在电子工业、太阳能工业等领域的应用性能有重要影响,因此需要控制在较低的水平。电阻率的测定方法是四探针法,该方法具有准确度高、灵敏度高、适用范围广等优点。该方法的原理是将四个等距离排列的探针接触到高纯石墨样品表面上,通过两个外侧探针通入恒定电流,在两个内侧探针上测量电压差,根据欧姆定律计算出电阻率。

电阻率:这一指标的测定方法可以参照JB/T 8133-2013标准的第2部分。

4.8 抗折强度:

抗折强度是指高纯石墨在受到弯曲应力时所能承受的最大应力值,反映了高纯石墨的抗断裂能力。抗折强度与高纯石墨的结构、组成、温度等因素有关,对高纯石墨在核能工业、化工工业、冶金工业等领域的应用性能有重要影响,因此需要控制在较高的水平。抗折强度的测定方法是三点弯曲法,该方法具有操作简便、适用范围广等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品置于两个支点之间,用一个加载点施加垂直于样品长度方向的力,测量样品的弯曲变形和断裂载荷,根据力学公式计算出抗折强度。

抗折强度:JB/T 8133.7-2013 电炭制品物理化学性能试验方法 第7部分

4.9 抗压强度:

抗压强度是指高纯石墨在受到压缩应力时所能承受的最大应力值,反映了高纯石墨的抗破坏能力。抗压强度与高纯石墨的结构、组成、温度等因素有关,对高纯石墨在核能工业、化工工业、冶金工业等领域的应用性能有重要影响,因此需要控制在较高的水平。抗压强度的测定方法是轴向压缩法,该方法具有操作简便、适用范围广等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品置于两个平行平面之间,用一个加载装置施加沿着样品轴线方向的力,测量样品的压缩变形和断裂载荷,根据力学公式计算出抗压强度。

抗压强度:JB/T 8133.8-2013 电炭制品物理化学性能试验方法 第8部分

4.10 抗拉强度:

抗拉强度是指高纯石墨在受到拉伸应力时所能承受的最大应力值,反映了高纯石墨的抗断裂能力。抗拉强度与高纯石墨的结构、组成、温度等因素有关,对高纯石墨在核能工业、化工工业、冶金工业等领域的应用性能有重要影响,因此需要控制在较高的水平。抗拉强度的测定方法是直接拉伸法,该方法具有操作简便、适用范围广等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品置于两个夹具之间,用一个加载装置施加沿着样品轴线方向的力,测量样品的拉伸变形和断裂载荷,根据力学公式计算出抗拉强度。

抗拉强度:JB/T 8133.9-2013 电炭制品物理化学性能试验方法 第9部分

4.11 热膨胀系数:

热膨胀系数是指高纯石墨单位长度在温度变化时所产生的相对长度变化量,反映了高纯石墨的热稳定性和尺寸稳定性。热膨胀系数与高纯石墨的结构、组成、温度等因素有关,对高纯石墨在核能工业、电子工业、太阳能工业等领域的应用性能有重要影响,因此需要控制在较低的水平。热膨胀系数的测定方法是干涉法,该方法具有准确度高、灵敏度高、适用范围广等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品置于一个干涉仪中,用一个加热装置对样品进行升温或降温,测量样品的长度变化和温度变化,根据干涉原理计算出热膨胀系数。

热膨胀系数:JB/T 8133.18-2017 电炭制品物理化学性能试验方法 第18部分

5 应用

高纯石墨的应用是指将高纯石墨作为一种重要的工程材料,在不同的领域和行业中发挥其优良的性能和功能。高纯石墨的应用主要包括以下几个方面:

(1)核工业:核工业是指利用核能进行发电、制造武器、开展科学研究等活动的行业。高纯石墨在核工业中主要作为反应堆的中子减速剂和反射剂,以及核燃料元件的包壳材料和支撑材料等。高纯石墨具有优良的中子减速能力、耐高温性、耐辐照性、耐腐蚀性等特点,是一种理想的核材料。例如,中国第一座自主设计建造的核电站秦山一期工程,就采用了高纯石墨作为反应堆的中子减速剂和反射剂。

(2)航空航天工业:航空航天工业是指利用航空器和航天器进行飞行、探索、运输等活动的行业。高纯石墨在航空航天工业中主要作为火箭发动机的喷嘴、导弹的弹头、人造卫星的太阳能电池板等部件的材料。高纯石墨具有优良的耐高温性、耐氧化性、导电性、轻质性等特点,是一种理想的航空航天材料。例如,中国第一颗人造卫星东方红一号,就采用了高纯石墨作为太阳能电池板的基板材料。

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