一种炭材料耐磨性的测试方法与流程

1.本发明涉及炭素材料性能测试领域，具体而言，涉及一种炭材料耐磨性的测试方法。


背景技术：

2.特种石墨是有重要功能性和消耗性的材料，具有优良的耐高温性、导电导热性、润滑性、耐化学腐蚀性、易机械加工等特性，在机械、冶金、原子能、化工、宇航、生物等领域有着广泛应用。
3.特种石墨材料主要以炭材料作为原料，例如优质石油焦或沥青焦，并以煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、磨粉、配料、混捏、粉碎、成型、焙烧、浸渍、石墨化而制成。
4.炭材料的耐磨性是一种与炭材料的硬度、强度、韧度和脆度有关的综合物理特性。炭材料耐磨系数值的大小反映了不同炭材料破碎成粉的相对难易程度。炭材料耐磨系数越小，说明在消耗一定能量的条件下，相同质量及规定粒度范围的材料磨制成粉的细度越细，反之则越粗。
5.炭材料的耐磨性可以用来评估工业用磨粉机的产能和能耗，以及不同批次或种类原料的耐磨性差异，可作为一项性能指标，指导性选择和调整磨粉设备和相关工艺参数，来达到降低能耗科学生产的目的。
6.发明一种简单操作下就能测试炭材料耐磨系数的方法成为了目前亟待解决问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种炭材料耐磨性的测试方法，该方法能够用于测试炭材料的耐磨系数，操作简单，所需设备简洁，且数据具有良好的重现性和代表性。
8.本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
9.一方面，本发明实施例提供一种炭材料耐磨性的测试方法，其包括：(1)样品制备:取待测试炭材料0.8-1.2kg，破碎后缩分得到0.4-0.6kg样品；(2)粉碎：采用逐步粉碎法将样品粉碎,得到粒径为0.5-1.0mm的颗粒样品；(3)烘干：将颗粒样品烘干后取出备用；(4)再粉碎：称取颗粒样品48-52g,精确至0.01g，放入多元耐磨合金料钵中，并在多元耐磨合金料钵中放入多颗钢珠，拧紧盖子；将多元耐磨合金料钵放入密封式制样粉碎机中粉碎，得到预制料；(5)筛分：将预制料放入至上而下依次由35目、50目、75目、100目、200目、325目筛组成的筛网上，装入拍击式振筛机进行筛分；(6)逐级称取筛网及底筛上的物料，精确至0.01g；(7)计算:耐磨系数＝m1/m2
×
100％；式中：m1-75目筛上料的质量、m2-样品的总质量,单位为g。
10.在本发明的一些实施例中，上述炭材料包括沥青焦、石油焦、焙烧碎和石墨碎。
11.在本发明的一些实施例中，上述步骤(1)中，缩分包括：用分样板先将炭材料混合均匀,然后按2/4的比例分取炭材料。
12.在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，将颗粒样品放置于烘箱中于120℃烘烤2h。
13.在本发明的一些实施例中，步骤(5)中，筛分的时间为6min。
14.在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，炭材料破碎至粒径小于6mm。
15.在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，钢珠的粒径为20mm；钢珠的数量为8颗。
16.在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，密封式制样粉碎机于3kw下运行6min。
17.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
18.(1)本发明提供的一种炭材料耐磨性的测试方法，该测试方法能够用于测试炭材料耐磨性，得到炭材料耐磨系数，从而可用于评估不同批次或种类炭材料的耐磨性差异，通过指导性选择和调整磨粉设备和相关工艺参数，来达到降低能耗科学生产的目的。
19.(2)本发明提供的一种炭材料耐磨性的测试方法，仅需简单基本的制样设备，就可测试出炭材料的耐磨性，操作方法简单、适应性广。
20.(3)本发明提供的一种炭材料耐磨性的测试方法，其数据具有良好的重现性和代表性。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
22.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
23.实施例1
24.本实施例提供了炭材料耐磨性的测试方法，包括：(1)样品制备:取待测试石墨碎0.8-1.2kg，投入鄂式破碎机破碎至粒径小于6mm，接着缩分得到0.4-0.6kg样品；(2)粉碎：在多功能粉碎机中采用逐步粉碎法将样品粉碎,得到粒径为0.5-1.0mm的颗粒样品；(3)烘干：将颗粒样品放置于烘箱中于120℃烘烤2h，取出备用；(4)再粉碎：称取颗粒样品48-52g,精确至0.01g，放入多元耐磨合金料钵中，并在多元耐磨合金料钵中放入8颗粒径为20mm的钢珠，拧紧盖子；将多元耐磨合金料钵放入密封式制样粉碎机中，密封式制样粉碎机于3kw下运行6min，得到预制料；(5)筛分：将预制料放入至上而下依次由35目、50目、75目、100目、200目、325目筛组成的筛网上，装入拍击式振筛机进行筛分；(6)逐级称取筛网及底筛上的物料，精确至0.01g；(7)计算:耐磨系数＝m1/m2
×
100％；式中：m1-75目筛上料的质量、m2-样品的总质量,单位为g。
25.重复6组步骤(1)-(4)，6组预制料经过步骤(5)筛分后每级物料的重量见表1，6组耐磨系数见表2。
26.实施例2
27.本实施例提供了炭材料耐磨性的测试方法，包括：(1)样品制备:取待测试焙烧碎0.8-1.2kg，投入鄂式破碎机破碎至粒径小于6mm，接着缩分得到0.4-0.6kg样品；(2)粉碎：在多功能粉碎机中采用逐步粉碎法将样品粉碎,得到粒径为0.5-1.0mm的颗粒样品；(3)烘干：将颗粒样品放置于烘箱中于120℃烘烤2h，取出备用；(4)再粉碎：称取颗粒样品48-52g,精确至0.01g，放入多元耐磨合金料钵中，并在多元耐磨合金料钵中放入8颗粒径为20mm的钢珠，拧紧盖子；将多元耐磨合金料钵放入密封式制样粉碎机中，密封式制样粉碎机于3kw
下运行6min，得到预制料；(5)筛分：将预制料放入至上而下依次由35目、50目、75目、100目、200目、325目筛组成的筛网上，装入拍击式振筛机进行筛分；(6)逐级称取筛网及底筛上的物料，精确至0.01g；(7)计算:耐磨系数＝m1/m2
×
100％；式中：m1-75目筛上料的质量、m2-样品的总质量,单位为g。
28.重复6组步骤(1)-(4)，6组预制料经过步骤(5)筛分后每级物料的重量见表1，6组耐磨系数见表2。
29.实施例3
30.本实施例提供了炭材料耐磨性的测试方法，包括：(1)样品制备:取待测试沥青焦0.8-1.2kg，投入鄂式破碎机破碎至粒径小于6mm，接着缩分得到0.4-0.6kg样品；(2)粉碎：在多功能粉碎机中采用逐步粉碎法将样品粉碎,得到粒径为0.5-1.0mm的颗粒样品；(3)烘干：将颗粒样品放置于烘箱中于120℃烘烤2h，取出备用；(4)再粉碎：称取颗粒样品48-52g,精确至0.01g，放入多元耐磨合金料钵中，并在多元耐磨合金料钵中放入8颗粒径为20mm的钢珠，拧紧盖子；将多元耐磨合金料钵放入密封式制样粉碎机中，密封式制样粉碎机于3kw下运行6min，得到预制料；(5)筛分：将预制料放入至上而下依次由35目、50目、75目、100目、200目、325目筛组成的筛网上，装入拍击式振筛机进行筛分；(6)逐级称取筛网及底筛上的物料，精确至0.01g；(7)计算:耐磨系数＝m1/m2
×
100％；式中：m1-75目筛上料的质量、m2-样品的总质量,单位为g。
31.重复6组步骤(1)-(4)，6组预制料经过步骤(5)筛分后每级物料的重量见表1，6组耐磨系数见表2。
32.实验例1
33.表1为实施例1-3预制料经过步骤(5)筛分后每级物料的重量(g)：
34.表1
35.[0036][0037]
表2为实施例1-3耐磨系数：
[0038]
表2
[0039][0040]
由表1的测试数据和表2的数据分析可知，平行样(实施例1采用的6组石墨碎、实施例2采用的6组焙烧碎、实施例3采用的6组沥青焦)各自的数值非常接近,标准差和变异系数差异不大,说明采用该测试方法进行耐磨系数的测试，准确度高、稳定性好、重现性好，且适用范围广泛，适合多种炭材料的测试。
[0041]
综上所述，本发明实施例提供一种炭材料耐磨性的测试方法，该方法能够用于测试炭材料的耐磨系数，操作简单，所需设备简洁，且数据具有良好的重现性和代表性。
[0042]
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。