ICS 29.050 Q 51 中华人民共和国国家标准 GB/T 8722—2019 代替GB/T8722—2008 炭素材料导热系数测定方法 Test method for thermal conductivity of carbon materials 2020-07-01实施 2019-12-10发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T 8722—2019 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草 本标准代替GB/T8722—2008《石墨材料中温导热系数测定方法》，本标准与GB/T8722—2008相 比，主要技术内容变化如下： 一增加了术语和定义（见第3章）； 一增加了纵向热流法试样取样方向（见4.4.1）； 修改了纵向热流法试验测定次数（见4.5.6，2008年版的6.6）； 一增加了闪光法（见第5章）； 修改了试验报告内容（见第6章，2008年版的第9章）。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本标准起草单位：中钢集团新型材料（浙江有限公司、中国平煤神马集团开封炭素有限公司、常州 鑫能材料检验检测有限公司、山西晋阳碳素有限公司、大同宇林德石墨新材料股份有限公司、冶金工业 信息标准研究院 本标准主要起草人：黄岱、杨辉、郑景须、徐建平、毛玉珍、陈文来、万建民、吴建国、张惠兵、康进才、 赤义德、段学良、杨吉庆 本标准所代替标准的历次版本发布情况为： GB/T8722—1988,GB/T8722—2008。 GB/T8722—2019 炭素材料导热系数测定方法 1范围 本标准规定了炭素材料导热系数术语和定义、原理、仪器设备、试样要求、试验步骤、结果计算、试验 报告等 本标准适用于炭素材料导热系数的测定。 规范性引用文件 2 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单适用于本文件。 GB/T1427炭素材料取样方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 3术语和定义 3 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 导热系数 thermal conductivity 入 单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量，用于表征材料导热 能力。 4方法一：纵向热流法 4.1范围 适用于块状炭素材料100℃～800℃导热系数的测定。 4.2原理 采用直接通电纵向热流法。圆柱试样通过直流电时，产生的热量主要沿试样纵向向两端传导。达 热稳定状态后，认为试样上是一维纵向热流，对试样和侧向环境热交换予以修正。 4.3仪器设备 4.3.1千分尺：量程为0mm~25mm，精度0.01mm。 4.3.2游标卡尺：精度0.02mm。 4.3.3镍铬-镍硅铠装热电偶：裸露式。热电偶丝直径0.4mm~0.5mm。 4.3.4精密数字温度显示仪：分辨率0.1℃，精度±1.3%。 4.3.5 直流数字电压表：分辨率0.001mV，精度土0.006%。 4.3.6 定值分流器：500A/75mV，0.2级，配以相应精度直流毫伏表。或4.3.5中规定的数字电压表。 1 GB/T8722—2019 4.3.7对开式防热炉：炉膛规格为直径50mm土2mm，长度135mm~140mm。炉内加相应尺寸的金 属均热管，厚度为0.8mm~1.5mm，其上纵向温度接近二次抛物线分布，均热管横断面上各点间温差 小于5℃。均热管和试样之间填充软质绝热材料，如硅酸铝纤维毡等。 4.3.8精密温度控制仪：控温精度士0.1℃。 4.3.9试样加热供电设备： 一电子交流稳压器：5kVA； 自耦变压器：5kVA； 变压器：初级220V/23A，次级12V/411A； 整流柜：最大电流500A，经滤波的电流波纹因数小于0.65%，电流稳定度天于土0.3% 试样加热的测量示意图如图1所示。 交流电子稳出器 自耦谢厌器 耿样方向 变器 说明： 1定值分流器； 2——毫伏表； 3转换开关； 4——试样。 图1纵向热流法试样加热测量示意图 4.3.10 真空系统：包括真空泵，扩散泵和真空炉罩，其真空度为0.133Pa。 4.3.11无电动势转换开关 4.4 试样要求 4.4.1 取样：按GB/T1427的规定进行，但试体长度不小于190mm，注明取样方向。 4.4.2规格：直径16mm士0.06mm，长度160mm士1mm，要求试样表面无明显刀痕。 4.4.3试样工作区间：30.6mm~40mm。 4.4.4在同一轴部面上钻三个直径1.5mm、深1mm的测温小孔，同时要求两端孔到中心孔距离之差 小于0.3mm。 4.5试验步骤 4.5.1试验条件：当试样温度在5min内变化不大于2℃时，认为被测系统达到了热稳定状态，此时测 得的数据有效。通过试样电流大小应使试样中点的温度接近防热炉的中点温度，保证使试样和侧向环 境温度差的函数的绝对值小于5℃。通过调节试样两端水冷电极的冷却水流量，使试样两端温差相接 近，并使试样中点与两端平均温度差不低于9℃，不高于120℃。 4.5.2装样：要求试样与水冷电极紧密接触。 4.5.3测量试样温度的热电偶插人测温小孔，使其接触电阻尽量保持一致。同时调整测量侧向环境温 2 GB/T 8722—2019 度的热电偶位置与之相对应。共热点插人绝热层约5mm，它到试样轴心线距离为18mm~22mm。 4.5.4整个试验真空度低于13.3Pa。 4.5.5将防热炉通电，当被测系统达热平衡后，测量并记录试样和侧向环境温度，然后试样通电加热到 相应温度，当再次达热平衡后，测量并记录各点温度和通入试样的电流，工作区间电压。 4.5.6每次测量重复不少于3次，取其平均值进行计算。 4.6 结果计算 4.6.1 试样导热系数（入）按式（1)计算，保留小数点后1位，数值修约按GB/T8170的规定。 IVL 入=0.636× (1) d?(A,-eN) 式中： 入 试样的导热系数，单位为瓦每米开尔文W/（m·K）l： 1 通人试样的电流，单位为安培（A）； V 试样工作区间平均电压降，单位为毫伏（mV）； L 试样工作区间平均长度，单位为毫米（mm）； p 试样直径，单位为毫米（mm）； 试样工作区间中点和两端点间的平均温度差，单位为摄氏度（℃）； 反映侧向热交换大小的系数； N 试样和侧向环境温度差的函数，单位为摄氏度（℃）。 △1、s、N由下列各式计算： ti+ts △1=t2 (2 ) 2 1+11 △2=t2- 2 ...(3) A1_42 N=t, -t² + (4) 6 6 to+to3 A=to2- (5) 2 801+101 42=to2 - (6) 4142 N。= toz - to2 + ·(7) 4 .(8) N。 式中： tist2sts 试样通电时试样端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； ti,t2,ts 试样通电时测向环境端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； to1,to2,to3 试样不通电时试样端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； to1,to2>tos 试样不通电时测向环境端点、中点、另一端点的温度，单位为摄氏度（℃）； 试样不通电时试样中点和两端点间的平均温度差，单位为摄氏度（℃C） 42 试样不通电时侧向环境中点和两端点间的平均温度差，单位为摄氏度（℃）； △2 试样通电时侧向环境中点和两端点间的平均温度差，单位为摄氏度（℃）； N. 试样不通电时试样和侧向环境温度差的函数，单位为摄氏度（℃）。 试样平均温度t，由式（9）确定： 3