石墨的線膨脹系數及其測試方法

石墨線膨脹系數指材料受熱后膨脹程度的度量。即當溫度升高1℃時，引起單位長度的固體材料試樣在某一特定方向上的膨脹比例常數，稱為沿該方向的線膨脹系數測量幾個不同方向的線膨脹系數后，可計算其體積膨脹系數。與許多金屬材料相比，石墨電極的線膨脹系數是較低的，例如，銅在0~100.℃之間的線膨脹系數測定為17×10-6/℃，鋁在0~100℃之間的線膨脹系數為23.610-/℃。擠壓成型的石墨制品在20~200℃之間沿擠壓方向的線膨脹系數為（1~2）×10-/℃，垂直于擠壓方向為（2~3）×10-6/℃。中國測定石墨電極的線膨脹系數的標準方法（GB3074.4—82）為使用石英示差膨脹儀測定圖3-8為石英示差膨脹儀裝置示意圖，主要由膨脹計、加熱爐和測溫系統三部分組成，經過精確加工的中孔試料棒固定在石英試料托及石英支承管之間，一根石英拉桿穿過試料棒的孔，石英拉桿頂部通過浮動托與千分表相接觸，再將上述組成的膨脹測試裝置放入加熱爐內，在指定的溫度范圍內加熱，石墨試料棒的膨脹量可由千分表讀得，石墨電極線膨脹系數1千分表；2千分表架；3一彈簧；的標準測試溫度范圍規定為100~座；7-石英拉桿；8石英外套；9一600℃，測試結果的計算公式如下:石墨電極試樣；10石英試料托a=+0.618×10-6/℃

a—試料在溫度100~600℃范圍的線膨脹系數，單位為10-6/℃；

L試樣在室溫時的長度，單位為mm；

L1—試樣在100℃時的膨脹量，單位為mm；L2—試樣在600℃時的膨脹量，單位為mm；K膨脹計的放大倍數；

0.618×10-6/℃石英在100~600℃溫度范圍內的平均線膨脹系數。

各種石墨電極在100~600℃之間測定的線膨脹系數舉例見美國和日本的石油焦廠或炭素廠測定石油焦或石墨電極線膨脹系數的測試溫度范圍與中國不同，有的采用30~100℃，有的采用30~130℃，石墨材料的線膨脹系數隨測定溫度的提高而增加，但有一定規律性，以20~100℃區間測定的線膨脹系數為基準，只要加上一個附加數即可得出不同溫度時的線膨脹系數，并且對任何測量方向都適用，這個隨溫度上升的附加數如下:

最終溫度/℃            附加數/×10-7·℃-1

100                          0

200                          2.0

300                          4.0

400                          6.0

500                          7.7

600                          9.2

700                         10.4

800                         11.4

900                           12.3

1000                          13.2

1500                          17.2

2000                          21.2

2500                          25.2

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