高纯石墨检测方法及参考标准.docxVIP

高纯石墨检测方法及参考标准

一、高纯石墨的简介

本文介绍了高纯石墨的概念、性质、制造方法、检测方法和应用领域等方面的知识，旨在让读者了解高纯石墨的基本情况和重要价值。

（1）依据JB/T2750-2020高纯石墨标准。高纯石墨指灰分含量低于0.1%、0.025%、0.003%的石墨材料，具有优良的导电性、耐高温性、耐腐蚀性、自润滑性、热膨胀系数小等特点，是一种重要的战略性材料。

（2）高纯石墨的制造是一个复杂的工艺过程，主要包括原料选择、成型工艺、后处理工艺等步骤，需要根据不同的要求和条件进行优化和调整。

（3）高纯石墨的检测是为了评价其质量和性能，以及满足不同应用领域的要求。高纯石墨的检测主要包括微量元素含量、灰分含量、硫含量、真密度、体积密度、气孔率、电阻率等项目，需要采用准确、灵敏、快速的测定方法。

（4）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核工业、航空航天工业、电子工业等领域，有着广泛的应用和巨大的潜力。

1、引言

石墨是一种由碳元素构成的非金属材料，具有六元环构成的层状结构，层与层之间通过范德华力相互作用，层内原子之间通过共价键相连。石墨具有优良的导电性、耐高温性、耐腐蚀性、自润滑性、热膨胀系数小等特点，是一种用途广泛的工程材料。

高纯石墨是指含碳量大于99.9%的石墨，是一种特殊的石墨材料，具有更高的纯度和更优越的性能，是一种重要的战略性材料。高纯石墨在核能工业、航空航天工业、电子工业等领域有着广泛的应用和巨大的潜力。

本文旨在介绍高纯石墨的概念、性质、制造方法、检测方法和应用领域等方面的知识，希望能够让读者了解高纯石墨的基本情况和重要价值。

2、高纯石墨性质

高纯石墨的性质主要取决于其结构和组成，其中最重要的是碳含量、灰分含量、硫含量、微量元素含量、真密度、体积密度、气孔率、电阻率、抗折强度、抗压强度、抗拉强度和热膨胀系数等。下面将分别介绍这些性质指标及其测定方法。

2.1碳含量

碳含量是指高纯石墨中碳元素所占的百分比，反映了高纯石墨的纯度和杂质程度，对高纯石墨的导电性、耐高温性、耐腐蚀性等性能有重要影响，因此需要控制在较高的水平。碳含量的测定方法是氧弹法，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一个密闭的氧弹中，用氧气充满氧弹，然后用电火花点燃样品，使其完全燃烧，产生二氧化碳和水蒸气。通过测量氧弹内的压力变化和水蒸气的吸收量，根据物质的守恒定律和理想气体状态方程计算出碳含量。

2.2灰分含量

灰分是指高纯石墨中除碳以外的无机杂质，主要包括氧化物、硫化物等。灰分含量反映了高纯石墨的纯度和杂质程度，对高纯石墨的导电性、耐高温性、耐腐蚀性等性能有重要影响，因此需要控制在较低的水平。灰分含量的测定方法是重量法，该方法简单易行，但需要注意样品的干燥和灼烧条件。该方法的原理是将高纯石墨样品经过干燥后称重，然后在空气中灼烧至恒重，再称重，根据两次称重结果计算出灰分含量。

2.3硫含量

硫是指高纯石墨中存在的硫或硫化物，主要来源于原料或加工过程中的污染。硫含量反映了高纯石墨的杂质程度和稳定性，对高纯石墨的导电性、耐腐蚀性、抗氧化性等性能有不利影响，因此需要控制在较低的水平。硫含量的测定方法是碘量法，该方法具有准确度高、操作简便等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品经过酸溶解后，用碘溶液滴定其所释放出的硫化氢气体，根据滴定结果计算出硫含量。

2.4微量元素含量

微量元素是指高纯石墨中含量低于0.01%的元素，主要包括铝、钡、钙、铁、镁、锰、镍、硅、钠、钛、钒、锌等12种元素。这些元素对高纯石墨的电阻率、抗氧化性、耐腐蚀性等性能有一定的影响，因此需要控制在一定的范围内。微量元素含量的测定方法是电感耦合等离子体发射光谱法，该方法具有灵敏度高、准确度高、速度快等优点。该方法的原理是将高纯石墨样品经过酸溶解后，用电感耦合等离子体激发其原子发射特征光谱，根据光谱强度和波长与元素含量之间的关系，计算出各元素的含量。

2.5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。

2.6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