工业用绝热制品 低温线性热膨胀系数的测定

ICS91.100.60

CCSQ25

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

`

工业用绝热制品低温热膨胀系数的测定

Thermalinsulatingproductsforindustrialinstallations—Determinationofthe

coefficientoflinearthermalexpansionatsub-ambienttemperatures

(ISO23766:2022,IDT)

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/TXXXXX—XXXX

工业用绝热制品低温热膨胀系数的测定

1范围

本文件规定了在低温（-196℃~25℃）下确定线性热膨胀系数的设备和步骤，受试样可能的温度限

制。本文件不适用于在试验过程中由于结合水损失或其他相变而产生尺寸变化的产品。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T4132绝热术语（ISO9229，IDT）

GB/T34183建筑设备及工业装置用绝热制品热膨胀系数的测定

3术语和定义

GB/T4132和GB/T34183界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

低温sub-ambienttemperature

-196℃到25℃，在此温度范围内使用绝热制品以减少热流失。

4方法A-光学法

4.1原理

随着制品温度变化，制品的线性尺寸发生变化，通过光学测试方法进行测试与表征（示例见图1）。

1

GB/TXXXXX—XXXX

标引序号说明：

1——光源

2——光

3——准直透镜

4——平行光源，宽度大于试样

5——试样，尺寸10～30mm

6——传感器，宽度大于平行光源

7——试验箱

图1光学法设备示例

4.2设备

4.2.1光源系统

能够向试样和传感器提供宽体平面平行光柱的InGaN光源。应使用准直透镜，使光源平行度达到2"

（≈0.009696mrad）。

4.2.2光传感器系统

使用传感器探测光柱与试样阴影。然后使用数字边缘检测处理器评估传感信号，灵敏且准确地测量

试样在温度变化前后的尺寸。长度精度值应在要求范围内校准至。

−5

4.2.3试验箱与冷却系统2×10×�0

能够将被测样品的平均温度保持在所需测试温度的±0.5K以内。

在试验温度改变为另一温度的过程中，试验箱应能将温度变化速率限制在1℃/min。在试样上方装

有液氮冷却系统，下方装有加热元件的碟状试验箱通常适用于光学膨胀法。试验箱应设有两个可使光柱

通过的孔。孔的尺寸与试样和光源相符，以保证温度分布均匀。

注：实践中发现液氮是最令人满意的冷却剂。冷却系统可以由压力控制阀和氮气源（例如杜瓦瓶）组成，将液氮送

入热交换器。

4.2.4温度测试装置

使用适用于测试的校准热电偶，精度为±0.5K。

热电偶连接至一个持续记录器。如果只需要两个温度之间的平均线性热膨胀系数，则只应在此温度

下进行测量。如果需要一个温度范围内的完整曲线，则应以连续方式完成。

4.2.5试样制备仪器

使用合适的锯条或薄壁管状刀具来制备试样。薄壁管状刀具是一种一端锋利的壁薄钢管，可用于切

割圆柱状试样。

4.3试样

4.3.1试样尺寸

试样尺寸应与设备的尺寸相适应，并且小于光柱的宽度，通常为10mm至30mm。由于其尺寸较小，试

样应仔细选择具有代表性的待测制品。

2

GB/TXXXXX—XXXX

试样可为柱状或块状。如果使用块状试样，梯形横截面有利于避免位置偏差的影响，其中顶线不会

影响极限的测量。对于各向异性材料，应标明并记录方向。

试样可为硬质或柔性材料，但透明材料不适用。

4.3.2试样制备

应去除所有表皮、贴面和/或涂层。

试样应使用薄壁管状刀具从制品上锯下或切割，切割方向为线性热膨胀系数应测方向和记录线性尺

寸的方向。

特殊情况下，在规定条件下的退火或干燥处理等特殊制备要求应由相关产品标准给出。

对于各向异性的制品，在长度方向和宽度方向均应进行测量。

4.3.3试样数量

试样数量应在相关产品标准中给出。如未规定，应至少测试两个试样。

4.4试样状态调节

试样应在(23±5)℃条件下放置至少6h，有争议时，应在(23±2)℃、相对湿度(50±5)%条件下放置

相关产品标准规定的时间。

在热带地区，可以使用不同的试样调节和测试条件。在该情况下，试验条件应为(27±5)℃和相对

湿度(65±5)%。

4.5步骤

清洁试样表面，将其放置在试验箱光柱区域的中心位置，确保试样端面垂直于光束。以(23±2)℃

作为参考温度，在该温度下测量的试样长度。

将热电偶放置在试样背光面的孔洞中，或保证其与试样良好接触，试样的发射系数应与热电偶匹配。

关闭试验箱并将系统冷却至所需的最低温度。然后加热试验箱，确保遵守相关产品标准中给出的温度梯

度。如果没有可用信息，在升温过程中不超过3K/min，在接近目标温度50℃时，不超过1K/min。

以一定的温度间隔稳定温度一段时间，使试样温度分布均匀。通常，需要30分钟。

当记录温度稳定（±1k）时，测量温度和试样的长度。连续记录长度变化/温度曲线。

当温度恢复参考值，再次测量试样长度。如果发生不可逆变化，重复测试直至仅发生逆变化，并且

不可逆的变化应记录在整体报告中以供参考。

结果应根据可逆变化的读数计算得出。

5方法B-位移法

5.1原理

产品的线性尺寸随温度变化而改变，通过位移法测量和表征（示例见图2示）。

3

GB/TXXXXX—XXXX

标引序号说明：

1——位移传感器

2——试验箱

3——试样

4——温度传感器

5——相关尺寸/长度

图2位移法装置示例

5.2设备

5.2.1位移传感器

位移测量传感器读数精确到1µm，载荷小于50Pa，应用于测量硬质试样的相关尺寸/长度。对于柔

性绝热制品，应考虑根据产品标准确定厚度所需的载荷。如果没有产品标准，载荷应由相关方协商确定。

5.2.2试验箱和冷却系统

能够将试样的平均温度保持在低温下所需试验温度的±1K范围内，并且可以调节冷却速率。

注：可以用液氮冷却试验箱，以达到低温环境。

5.2.3温度测量装置

适用于试验的校准温度测量装置，精度为±0.5K，以确定试样的平均温度（沿位移测量方向，试样

长度上至少放置三个传感器）。

温度测量装置与连续记录装置连接。如果只需要两个温度之间的平均线性热膨胀系数，则只应在此

温度下进行测量。如果需要一个温度范围内的完整曲线，则应以分段方式完成。

5.2.4试样制备仪器

适用于制备试样的锯条。

5.3试样

5.3.1试样尺寸

4

GB/TXXXXX—XXXX

试样尺寸应适合设备的尺寸。

应使用尺寸为50mm×50mm×厚度（最小10mm，最大50mm）的试样。更大的尺寸也可以。

应仔细选择具有待测制品代表性的试样。

5.3.2试样制备

应去除所有表皮、贴面和/或涂层。

试样切割方向应为线性热膨胀系数应测方向和记录线性尺寸的方向。

产品标准中相关的地方应说明在规定条件下的退火或干燥等特殊制备要求。

对于各向异性产品，应在所有相关方向进行测量。

5.3.3试样数量

试样数量应在相关产品标准中给出。如未规定，应至少测试两个试样。

5.4试样状态调节

试样应在(23±5)℃条件下放置至少6h，有争议时，应在(23±2)℃、相对湿度(50±5)%条件下放置

相关产品标准规定的时间。

在热带地区，可以使用不同的试样调节和测试条件。在该情况下，试验条件应为(27±5)℃和相对

湿度(65±5)%。

5.5步骤

清洁试样和试验箱，以(23±2)℃或(27±5)℃为参考温度，测量试验用载荷下的相关尺寸。

将样品放置在腔室中。

关闭试验箱并将系统冷却到所需的最低温度，确保遵守相关产品标准中给出的温度梯度。如果没有

可用的信息，温度梯度应由有关各方商定。

以一定的温度间隔稳定温度一段时间，使试样温度分布均匀。通常,需要30分钟。

当记录温度稳定（±1k）时，测量温度和试样相关尺寸。

当温度恢复参考值，再次测量试样长度。如果发生不可逆变化，重复测试直至仅发生逆变化，并且

不可逆的变化应记录在整体报告中以供参考。

结果应根据样品的尺寸变化读数和相关的平均温度计算得出。

6结果计算和表示

使用以下公式计算温度和之间的平均线性热膨胀系数，单位为：

−1

···········�···········································(1)

1�2−�1

�021

式中：�=�×�−�

——试样在室温下的长度，单位为毫米（mm）；

�0——试样在下�的0长度，单位为毫米（mm）；

�1——试样在�1下的长度，单位为毫米（mm）。

�如2有要求，温�度2时的热膨胀系数，由曲线切线确定。

���5

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1�2−�(�)

�

�(�)=�0∙��2�→���2−�

7测量的精度

注：本标准未包含对测量精度的表述，但是在下次修订时计划对测量的精度做出说明。

8试验报告

试验报告应包含以下信息：

a)说明按本文件试验；

b)产品标识：

1)产品名称，厂家，制造商或者供应商；

2)产品代号；

3)产品类型；

4)其他的相关信息，如公称尺寸；

c)试验步骤：

1)方法A或方法B;

2)试验前的历史记录和取样，如地点和人员；

3)状态调节前的等待时间；

4)状态调节；

5)如适用，热带气候条件下的状态调节和试验条件；

6)退火、干燥条件；

7)贴面存在情况、贴面的质量以及必要时的去除方法；

8)表皮存在情况以及必要时的去除方法；

9)设备或步骤是否存在偏差；

10)试验日期；

11)与试验有关的一般信息（例如参考温度，用于确定平均线性热膨胀系数，以及温度

和）；

�0���1

12)可能影响结果的事件，例如发生了不可逆变化；

�2

注：实验室应提供有关设备和测试人员身份的信息，但无需在报告中给出。

d)结果：

1)每个温度区间或每个温度下的热膨胀系数的所有单值，相同温度区间或相同温度下的平

均值；

2)长度变化/温度曲线。

6

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7

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件等同采用ISO23766:2022《工业用绝热制品低温热膨胀系数的测定》。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国建筑材料联合会提出。

本文件由全国绝热材料标准化技术委员会（SAC/TC191）归口。

本文件起草单位：

本文件主要起草人：

I

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工业用绝热制品低温热膨胀系数的测定

1范围

本文件规定了在低温（-196℃~25℃）下确定线性热膨胀系数的设备和步骤，受试样可能的温度限

制。本文件不适用于在试验过程中由于结合水损失或其他相变而产生尺寸变化的产品。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T4132绝热术语（ISO9229，IDT）

GB/T34183建筑设备及工业装置用绝热制品热膨胀系数的测定

3术语和定义

GB/T4132和GB/T34183界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

低温sub-ambienttemperature

-196℃到25℃，在此温度范围内使用绝热制品以减少热流失。

4方法A-光学法

4.1原理

随着制品温度变化，制品的线性尺寸发生变化，通过光学测试方法进行测试与表征（示例见图1）。

1

GB/TXXXXX—XXXX

标引序号说明：

1——光源

2——光

3——准直透镜

4——平行光源，宽度大于试样

5——试样，尺寸10～30mm

6——传感器，宽度大于平行光源

7——试验箱

图1光学法设备示例

4.2设备

4.2.1光源系统

能够向试样和传感器提供宽体平面平行光柱的InGaN光源。应使用准直透镜，使光源平行度达到2"

（≈0.009696mrad）。

4.2.2光传感器系统

使用传感器探测光柱与试样阴影。然后使用数字边缘检测处理器评估传感信号，灵敏且准确地测量

试样在温度变化前后的尺寸。长度精度值应在要求范围内校准至。

−5

4.2.3试验箱与冷却系统2×10×�0

能够将被测样品的平均温度保持在所需测试温度的±0.5K以内。

在试验温度改变为另一温度的过程中，试验箱应能将温度变化速率限制在1℃/min。在试样上方装

有液氮冷却系统，下方装有加热元件的碟状试验箱通常适用于光学膨胀法。试验箱应设有两个可使光柱

通过的孔。孔的尺寸与试样和光源相符，以保证温度分布均匀。

注：实践中发现液氮是最令人满意的冷却剂。冷却系统可以由压力控制阀和氮气源（例如杜瓦瓶）组成，将液氮送

入热交换器。

4.2.4温度测试装置

使用适用于测试的校准热电偶，精度为±0.5K。

热电偶连接至一个持续记录器。如果只需要两个温度之间的平均线性热膨胀系数，则只应在此温度

下进行测量。如果需要一个温度范围内的完整曲线，则应以连续方式完成。

4.2.5试样制备仪器

使用合适的锯条或薄壁管状刀具来制备试样。薄壁管状刀具是一种一端锋利的壁薄钢管，可用于切

割圆柱状试样。

4.3试样

4.3.1试样尺寸

试样尺寸应与设备的尺寸相适应，并且小于光柱的宽度，通常为10mm至30mm。由于其尺寸较小，试

样应仔细选择具有代表性的待测制品。

2

GB/TXXXXX—XXXX

试样可为柱状或块状。如果使用块状试样，梯形横截面有利于避免位置偏差的影响，其中顶线不会

影响极限的测量。对于各向异性材料，应标明并记录方向。

试样可为硬质或柔性材料，但透明材料不适用。

4.3.2试样制备

应去除所有表皮、贴面和/或涂层。

试样应使用薄壁管状刀具从制品上锯下或切割，切割方向为线性热膨胀系数应测方向和记录线性尺

寸的方向。

特殊情况下，在规定条件下的退火或干燥处理等特殊制备要求应由相关产品标准给出。

对于各向异性的制品，在长度方向和宽度方向均应进行测量。

4.3.3试样数量

试样数量应在相关产品标准中给出。如未规定，应至少测试两个试样。

4.4试样状态调节

试样应在(23±5)℃条件下放置至少6h，有争议时，应在(23±2)℃、相对湿度(50±5)%条件下放置

相关产品标准规定的时间。

在热带地区，可以使用不同的试样调节和测试条件。在该情况下，试验条件应为(27±5)℃和相对

湿度(65±5)%。

4.5步骤

清洁试样表面，将其放置在试验箱光柱区域的中心位置，确保试样端面垂直于光束。以(23±2)℃

作为参考温度，在该温度下测量的试样长度。

将热电偶放置在试样背光面的孔洞中，或保证其与试样良好接触，试样的发射系数应与热电偶匹配。

关闭试验箱并将系统冷却至所需的最低温度。然后加