炭素材料彈性模量測(cè)定方法 編制說(shuō)明

《炭素材料彈性模量測(cè)試方法》編制說(shuō)明1工作簡(jiǎn)況1.1任務(wù)來(lái)源根據(jù)國(guó)標(biāo)委綜合[2010]87號(hào)文件要求，由開封平煤新型炭材料科技有限公司等單位負(fù)責(zé)修訂GB/T3074.2-2008《石墨電極彈性模量測(cè)試方法》，計(jì)劃編號(hào)為20101779-T-605。1.2工作情況介紹接到任務(wù)后，由開封平煤新型炭材料科技有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院等單位共同組成標(biāo)準(zhǔn)起草制修訂小組，負(fù)責(zé)《炭素材料彈性模量測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)的起草修訂工作。標(biāo)準(zhǔn)編寫小組通過調(diào)查研究、收集資料，根據(jù)幾年來(lái)石墨電極等靜壓石墨生產(chǎn)和使用實(shí)際情況進(jìn)行分析對(duì)比，于2021年9月完成了本標(biāo)準(zhǔn)修訂初稿討論、修改、完善，形成了征求意見稿和編制說(shuō)明。2標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則2.1標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象簡(jiǎn)要情況彈性模量是炭素材料的重要參數(shù)之一。測(cè)定材料彈性模量的方法有共振法、聲速法和動(dòng)態(tài)法等，本標(biāo)準(zhǔn)采用的是共振法和聲速法測(cè)量炭素材料的彈性模量?！短克夭牧蠌椥阅Ａ繙y(cè)試方法》規(guī)定了炭素材料模量的測(cè)定原理、儀器設(shè)備、試樣制備、試驗(yàn)步驟、計(jì)算方法和試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容，適用于石墨電極和等靜壓石墨彈性模量的測(cè)試。2.2修訂標(biāo)準(zhǔn)的必要性及原則2.2.1本著標(biāo)準(zhǔn)要適時(shí)修訂的原則。GB/T3074.2-2008《石墨電極彈性模量測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)于2008年修訂后，距目前已有13年時(shí)間，已超過修訂年限。2.2.2隨著炭素工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步及測(cè)量設(shè)備的發(fā)展，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中的一些內(nèi)容已不適應(yīng)目前彈性模量的的測(cè)定；且原標(biāo)準(zhǔn)只涵蓋了石墨電極產(chǎn)品，等靜壓石墨沒有統(tǒng)一的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和方法；目前測(cè)定石墨電極彈性模量有GB/T3074.2-2008《石墨電極彈性模量測(cè)試方法》和GB/T24210-2009《整體石墨電極彈性模量試驗(yàn)聲速法》兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行整合。為更好地滿足生產(chǎn)和用戶的使用要求，促進(jìn)行業(yè)進(jìn)步和發(fā)展需要對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。2.2.3適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化工作需要，格式上與GB/T1.1—2009《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》相協(xié)調(diào)，促進(jìn)貿(mào)易與交流。2.3標(biāo)準(zhǔn)編寫原則2.3.1按中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》進(jìn)行編寫。2.3.2根據(jù)市場(chǎng)需求積極采用現(xiàn)有可行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以達(dá)到能夠準(zhǔn)確測(cè)定炭素材料彈性模量的要求。2.3.3根據(jù)生產(chǎn)和用戶使用實(shí)際情況，同時(shí)參考國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)、合理修訂本標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)炭素產(chǎn)品的生產(chǎn)和貿(mào)易。3采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況為了提高標(biāo)準(zhǔn)的水平、科學(xué)性及合理性，保證產(chǎn)品的通用性，標(biāo)準(zhǔn)修訂小組較系統(tǒng)地收集到IEC60239國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、ASTM國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、日本SDK公司、德國(guó)SGL公司和許昌中平新材料科技有限公司等國(guó)內(nèi)外炭素企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品樣本，結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)情，通過研究確定《炭素材料模量測(cè)試方法》標(biāo)準(zhǔn)要求。4標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要內(nèi)容4.1標(biāo)準(zhǔn)格式的修訂本標(biāo)準(zhǔn)按GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第一部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》要求的格式進(jìn)行編寫。4.2技術(shù)要求方面的修訂4.2.1修訂了標(biāo)準(zhǔn)名稱GB/T3074.2-2008標(biāo)準(zhǔn)名稱為“石墨電極彈性模量測(cè)試方法”，為了增加標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，修訂為“炭素材料彈性模量測(cè)定方法”，使標(biāo)準(zhǔn)更具通用性。4.2.2拓寬了標(biāo)準(zhǔn)適用范圍在實(shí)際使用過程中，等靜壓石墨彈性模量的測(cè)定沒有目前國(guó)家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。鑒于業(yè)內(nèi)普遍采用與石墨電極相同的共振法進(jìn)行等靜壓石墨彈性模量測(cè)試，因此將“適用于室溫下石墨電極彈性模量的測(cè)定”修改為“適用于石墨電極和等靜壓石墨彈性模量的測(cè)4.2.3由于彈性模量使用不同方法測(cè)試的定義不同，因此將原標(biāo)準(zhǔn)“彈性模量指材料在外力作用下，應(yīng)力與伸長(zhǎng)或壓縮彈性形變之間關(guān)系的量度，其數(shù)值為試樣橫截面所受正應(yīng)力與應(yīng)變之比?！备臑椤?.1彈性模量指材料在彈性變形階段內(nèi)，正應(yīng)力和對(duì)應(yīng)的正應(yīng)變的比值。”4.2.4由于測(cè)量設(shè)備的不斷改進(jìn)，現(xiàn)在的彈性模量測(cè)試儀中主要元件更加精密，因此將原標(biāo)準(zhǔn)中的的“4.1激勵(lì)器”改為“4.1發(fā)射傳感器”，“4.2接收器”改“4.2接收傳感4.2.5在“5試樣”部分，修改了原標(biāo)準(zhǔn)的石墨電極試樣描述，新增了等靜壓石墨取樣、加工方法。（1）由于新修訂的《GB/T1427炭素材料取樣方法》對(duì)石墨電極的取樣進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，并適用于彈性模量的測(cè)定，因此去掉了原標(biāo)準(zhǔn)的試樣尺寸和取樣量要求；（2）由于等靜壓石墨彈性模量的測(cè)定目前沒有國(guó)家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)等靜壓石墨試樣的取樣、加工方法進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。增加內(nèi)容如下：5.2等靜壓石墨試樣5.2.1取樣批量：按GB/T1427的規(guī)定執(zhí)行。5.2.2取樣工具：內(nèi)徑30mm、長(zhǎng)200mm空心鉆頭，或能保證試樣要求的其他工具。5.2.3取樣位置及方法：在每塊樣品的端面中心處垂直鉆取長(zhǎng)180mm的圓柱體一個(gè)。5.2.4將圓柱體加工成尺寸為φ(20±0.1)mm×(160±0.1)mm或者φ(10±0.1)mm×(120±0.1)mm的試樣。5.2.5試樣外觀：棱角完整，無(wú)可見裂紋或瑕疵。4.2.6根據(jù)“4儀器設(shè)備”修訂內(nèi)容，對(duì)“6試驗(yàn)步驟”部分的試驗(yàn)裝置圖進(jìn)行了修改，詳見“圖1彈性模量試驗(yàn)裝置圖”。4.2.7對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)“7計(jì)算結(jié)果”中的參數(shù)描述進(jìn)行了規(guī)范。將“E——彈性模量，單位為帕，GPa”改為“E——彈性模量，單位為吉帕（GPa）”；將“m——試樣質(zhì)量，單位為克，g”改為“M——試樣質(zhì)量，單位為克（g）”；將“f——頻率，單位為赫茲，Hz”改為“f——頻率，單位為赫茲（Hz）”；將“d——試樣直徑，單位為毫米，mm”改為“d——試樣直徑，單位為毫米（mm）”。4.2.8對(duì)于原標(biāo)準(zhǔn)“6.4將試樣仔細(xì)懸掛(安放)在支架上，改變音頻訊號(hào)輸出頻率，迫使試樣在基頻處共振，記錄共振頻率；再將試樣繞軸向旋轉(zhuǎn)90°后，重復(fù)上述操作,取兩次測(cè)量結(jié)果的平均值?！备臑椤皩⒃嚇幼屑?xì)懸掛(安放)在支架上，改變音頻訊號(hào)輸出頻率（每次增加1赫茲迫使試樣在基頻處共振，記錄共振頻率；再將試樣繞軸向旋轉(zhuǎn)90°后，重復(fù)上述操作,取兩次測(cè)量結(jié)果的平均值?！?，增加了每次調(diào)整的頻率范圍。4.2.8對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)“7計(jì)算結(jié)果”增加了“該計(jì)算結(jié)果只針對(duì)單一樣品?！?.2.9目前測(cè)定石墨電極彈性模量有GB/T3074.2-2008《石墨電極彈性模量測(cè)試方法》和GB/T24210-2009《整體石墨電極彈性模量試驗(yàn)聲速法》兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)實(shí)際需要對(duì)兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了匯編。本標(biāo)準(zhǔn)引用的《GB/T1427炭素材料取樣方法》和《GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則》對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)符合現(xiàn)行法律、法規(guī)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求。6、作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)的建議及貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施本標(biāo)準(zhǔn)建議作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。7、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議建議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，各生產(chǎn)廠家組織好新標(biāo)準(zhǔn)的宣貫。本標(biāo)準(zhǔn)水平建議為國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平或國(guó)際