铝用炭素材料-预焙阳极-断裂能量的测定.doc

铝用炭素材料预焙阳极断裂能量的测定1 范围此国际标准描述了一种在室温下测定断裂能量的方法。这项性能与电解槽中预焙阳极抵抗热冲击的能力相关。2 引用标准在应用此标准时，以下标准是必不可少的。凡是注日期的引用标准，使用这些标准的引用版本。凡是不注日期的引用标准，应采用其最新版本（包括所有修订版）。ISO 8007-2，铝用炭素材料从单块上进行的抽样计划和取样第2部分：预焙阳极；ISO 12986-1, 铝用炭素材料预焙阳极和阴极炭块第1部分：三点法测定抗折强度；ISO 12985-1,铝用炭素材料预焙阳极和阴极炭块第1部分：尺寸法测定表观密度。3 原理在材料试验机中通过积分力-位移信号来测定使有切口的柱体测试块断裂所需的能量。测试块的切口可以减少储存在试样中的弹性能量，因此确保可控和平滑的裂缝传播。采用与三点法测定抗弯/剪切强度所需要的相同的布置和测试设备，参见ISO 12986-1。此外还必须有测量垂直位移用的长度测量装置、数据采集系统和能够对力-位移曲线进行积分的软件。4 设备装置4.1测试设备液压式试验机，可调节控制加载速率。最大加载量应在1KN以上，加载传感器精度优于5N。符合ISO 12986-1中的3点法装置。位移测量部件应当覆盖10mm的范围，精度优于5um。刻槽试样装载台和记录信号的布置如下图所示。注：1 压头（5mm10mm）；2 制成头（5mm10mm）；3 测试块（50mm，长度130mm，60切口， 2mm狭槽）；Ls 等于100mm；F 加在底部台上的力；D 位移传感器；图1 3-点法测试装置典型阳极的最大加载量位于500N至1000N之间，而典型的位移量随着载荷增长和样品总断裂能量不同，基本上处在0.5mm至1mm。全球范围内的阳极典型的断裂能量值约为200J/m2。5 取样依据ISO 8007-2，样品的取样程序和钻样位置应当由买卖双方进行协商。6 测试块的制备6.1 钻样和切块仅使用圆形截面的柱体试样。测试块直径应为50mm1mm，长度至少130mm。钻样采用的设备和装置应保证在长度范围内具有一致的直径。用锯样设备进行切块，测试块底部平面必须平行。6.2 开槽应当制做一个60角切口的横截面。切口狭槽宽应为2mm。利用带有2mm厚刀片，直径250mm的锯子，可简便地制作狭槽。将测试块固定在锯样台的固定支架上，对样品定位。锯完第一个槽达到柱体严格的最高位置后，固定的测试块随支架装置转动180，就可以制作第二个狭槽。6.3 干燥清洁测试块，在120下干燥然后冷却至室温。7 测试步骤按照ISO 12985-1测量测试块的直径。切口顶端与底部支撑台对齐，将测试块安装在测试台上。平稳地增加压力，控制速率使得试样在5s到10s区间内彻底破坏。连续地记录测试台上的力和位移。8 结果表示通过对力/位移信号进行积分，根据下面原理和方程式计算断裂能量（以J/m2表示）：图2 力/位移曲线的积分零位移X0表示接收到第一个明显的加载信号时试验台的位置。位移Xf表示载荷降低时仍能接收到明显的正值时试验台所处的位置。断裂能量FE可由下面的积分方程计算得出：式中：F 力，单位牛顿；X 位移，单位米；S 断裂表面积，对60角则等于0.478h2（h为试样直径）。结果修约至整数，单位J/m2。9 精密度这种破坏性的方法重复性无法测试。对给定样品总体的平均值再现性，超过30个测试块的最小数是20J/m2。（）10 测试报告测试报告应包含下列信息：a) 此国际标准的引用标准；b)取样时测试样的型号、位置