在真空爐中,石墨連接片(Graphite Connecting Plates/Sheets)的測驗條件操控直接影響其導電功能、機械強度及熱穩(wěn)定性。為保證測驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性,需嚴格操控環(huán)境參數(shù)、電學條件及機械負載。
1.測驗環(huán)境操控
(1) 真空度要求
基礎真空:避免氧化和電弧放電。漏率檢測:選用氦質譜儀檢測。
(2) 溫度規(guī)模
常溫測驗(20~25℃):基準功能測定(電阻率、觸摸電阻)。
高溫測驗(最高3000℃):需分段升溫(如800℃、1500℃、2000℃階梯測驗),升溫速率≤5℃/min。
(3)氣氛操控
高純氬氣(99.999%),避免高溫氧化(>600℃),5~10 L/min(動態(tài)平衡)
低成本代替(限<1200℃),10~15 L/min。
2.電學功能測驗
(1)觸摸電阻測驗
辦法:四線法(消除引線電阻影響),電極壓力≥0.5MPa。
規(guī)范:常溫觸摸電阻≤50μΩ·cm2;高溫下(2000℃)電阻改變率≤±10%。
(2)電流負載能力
測驗參數(shù):
直流/交流電流密度:0~200 A/cm2(階梯加載,每步10A/cm2,保持5分鐘)。電壓降丈量:精度±0.1 mV。
失效判據(jù):部分溫升>100℃或電阻突增20%即終止測驗。
(3)絕緣功能測驗 (針對涂層連接片)
耐壓測驗:DC 1kV/mm,漏電流<1μA。絕緣電阻:>1GΩ(500V兆歐表丈量)。
3.機械功能測驗
(1)抗彎強度
條件:三點彎曲法(跨距50 mm,加載速率0.5mm/min)。
規(guī)范:常溫強度≥40MPa;高溫(1500℃)強度保存率≥80%。
(2)熱震穩(wěn)定性
測驗辦法 :加熱至目標溫度(如2000℃),保溫10分鐘;急速冷卻至室溫(水冷或氣冷,Δt≤30秒);循環(huán)5次后觀察裂紋(顯微鏡檢測)。
合格規(guī)范:無貫穿性裂紋,重量損失<0.5%。
4.熱學功能測驗
(1)熱導率丈量
辦法:激光閃射法(ASTM E1461),測驗規(guī)模25~2000℃。
典型值:
常溫熱導率:80~120 W/(m·K);2000℃熱導率:40~60 W/(m·K)。
(2)熱膨脹系數(shù)(CTE)
測驗設備:熱機械分析儀(TMA),升溫速率3℃/min。
允許規(guī)模:軸向CTE(252000℃),徑向CTE差異≤15%。
通過上述操控條件,石墨連接片的測驗數(shù)據(jù)誤差可操控在±5%以內(nèi),高溫工況下的壽命猜測準確率提升至90%以上。關于極端電流密度(>300A/cm2)測驗,建議選用液冷夾具強制散熱。
