DIN 51909-2009 Testing of carbonaceous materials - Determination of coefficient of linear thermal expansion - Solid materials《含碳材料的测试 线性热膨胀效率的测定 实心材料》.pdf

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1、Mai 2009DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINPreisgruppe 6DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 71.060.10!$Ua“1506259www.din.deDDIN 51909Prfung

2、von Kohlenstoffmaterialien Bestimmung des linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten FeststoffeTesting of carbonaceous materials Determination of coefficient of linear thermal expansion Solid materialsEssais des matriaux de carbone Dtermination du coefficient linaire dexpansion thermique Matires

3、solidesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 51909:1998-04 undDIN 51909Berichtigung 1:2005-02www.beuth.deGesamtumfang 8 SeitenDIN 51909:2009-05 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich. 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Begriffe 4 4 Kurzbeschreibung des Verfahr

4、ens . 5 5 Bezeichnung 5 6 Gerte. 5 7 Probekrper. 5 8 Durchfhrung 6 9 Auswertung . 6 10 Prfbericht. 7 11 Przision des Verfahrens. 7 Literaturhinweise . 8 DIN 51909:2009-05 3 Vorwort Die vorliegende Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 062-02-81 AA Prfverfahren fr Kohlenstoff und Graphit“ im Normenaussc

5、huss Materialprfung (NMP) ausgearbeitet. nderungen Gegenber DIN 51909:1998-04 und DIN 51909 Berichtigung 1:2005-02 wurden folgende nderungen vorge-nommen: a) Anwendungsbereich des Verfahrens przisiert; b) Gerte dem Anwendungsbereich angepasst; c) Verweise aktualisiert. Frhere Ausgaben DIN 51909: 198

6、4-02, 1998-04 DIN 51909 Berichtigung 1: 2005-02 DIN 51909:2009-05 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zur Bestimmung des mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Kohlenstoff und Graphitmaterialien (Feststoffe) zwischen 20 C und 200 C, Anwendungen bis 1 000 C sind m

7、glich, fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller

8、 nderungen). E DIN 862, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Messschieber Grenzwerte fr Messabweichung DIN 863-1, Prfen geometrischer Gren Messschrauben Teil 1: Bgelmessschrauben, Normalausfh-rung Begriffe, Anforderungen, Prfung DIN 1319-3, Grundlagen der Messtechnik Teil 3: Auswertung von Messun

9、gen einer einzelnen Messgre, Messunsicherheit DIN 1333, Zahlenangaben 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient ( ) Ma fr die Lngennderung eines Krpers in Abhngigkeit von der Temperatur ddll=1)( (1) Dabei ist l die Lng

10、e des Probekrpers bei der Temperatur ; ddldie nderung der Lnge mit der Temperatur . 3.2 mittlerer linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient (1; 2) Mittelwert fr ein bestimmtes Temperaturintervall =lllll1121212111);( (2) 12 = (3) 12lll = (4) DIN 51909:2009-05 5 Dabei ist 1die untere Temperatur; 2di

11、e obere Temperatur; l1die Lnge des Probekrpers bei der Temperatur 1; l2die Lnge des Probekrpers bei der Temperatur 2. 4 Kurzbeschreibung des Verfahrens Der mittlere lineare thermische Ausdehnungskoeffizient wird mit einem Schubstangen-Dilatometer bestimmt. Hierbei wird der Probekrper, der sich in ei

12、ner Halterung aus Material geringer Wrmeausdehnung befindet (z. B. Kieselglas), in einem Ofen aufgeheizt und die Lngennderung ber eine Schubstange nach auen auf ein mechanisches, optisches oder elektronisches Messsystem bertragen. Aus der gemessenen Lngennderung, der Ausgangslnge und der Temperaturn

13、derung des Probekrpers wird unter Bercksichtigung der Ausdehnung der Probenhalterung und der Schubstange der mittlere lineare thermische Ausdehnungskoeffizient berechnet. Sofern nicht anders angegeben, wird die Bestimmung zwischen 20 C und 200 C durchgefhrt. 5 Bezeichnung Bezeichnung des Verfahrens

14、zur Bestimmung des mittleren linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Kohlenstoff- und Graphitmaterialien (A): Prfung DIN 51909A 6 Gerte Dilatometer mit Probenhalterung und Schubstange, z. B. aus Kieselglas, sowie mechanischer, optischer oder elektronischer Lngennderungsmesseinrichtung (Feh

15、lergrenzen 0,5 m) fr Temperaturen ber 200 C mit Vakuum oder Schutzgaseinrichtung; Heizofen, mit dem die Temperatur ber die Lnge der Probekrper auf 0,5 % konstant gehalten werden kann; Temperaturmesseinrichtung, z. B. Thermoelement mit Anzeigeinstrument mit Fehlergrenzen von 0,5 % zur Bestimmung der

16、mittleren Probekrpertemperatur; Lngenmessgert mit Fehlergrenzen von 0,2 %, z. B. Messschieber nach E DIN 862 oder Bgelmess-schraube nach DIN 863-1, zur Bestimmung der Lnge der Probekrper. 7 Probekrper Verwendet werden zylindrische oder prismatische Probekrper, deren Durchmesser bzw. Querschnittslnge

17、 mindestens gleich dem doppelten Durchmesser des grten Gefgebestandteils (z. B. maximale Korngre) des zu untersuchenden Materials, jedoch nicht kleiner als 4 mm sein darf. Die Lnge der Probekrper muss mindestens 25 mm, vorzugsweise jedoch 50 mm bis 120 mm betragen. DIN 51909:2009-05 6 Die Probekrper

18、 werden allseitig, z. B. mit einer Dreh- oder Schleifmaschine, bearbeitet, wobei auf Plan-parallelitt der Endflchen besonders zu achten ist. ANMERKUNG Eventuell auftretende Spannungen im Probekrper werden durch Wrmebehandlung bei 1 000 C in nichtoxidierender Atmosphre beseitigt. 8 Durchfhrung Die Au

19、sgangslnge (Messlnge) l1des Probekrpers wird bei der unteren Temperatur (Anfangstempe-ratur) 1gemessen. Der Probekrper wird vor dem Einsetzen in das Dilatometer in der Mitte einer Lngsseite mit einer etwa 1 mm tiefen Bohrung oder an der Stirnflche, etwas auerhalb der Mitte, mit einer etwa 5 mm tiefe

20、n Bohrung fr die Aufnahme der Ltstelle des Thermoelementes versehen. Beim Einbau des Probekrpers ist darauf zu achten, dass er mit seinen Stirnflchen an der Halterung und an der Schubstange fest anliegt. Falls die Kontaktflchen von Probenhalterung und Schubstange nicht kugel- oder kegelfrmig ausgebi

21、ldet sind, werden Zwischenstcke eingelegt, um einen mglichst punktfrmigen Kontakt an den Stirnflchen des Probekrpers zu erreichen. Zu Beginn der Messung ist der Nullpunkt des Messsystems einzustellen bzw. auf dem Registrier- oder Photopapier zu markieren, bei Doppeldilatometern, z. B. nach Bollenrat

22、h, mit zwei zueinander senkrechten Registriereinrichtungen auerdem auch die Lage der Achsen. Anschlieend wird der Heizofen, der auch vorgeheizt werden kann, ber die Probenhalterung geschoben. Nach Erreichen der oberen Temperatur (Endtemperatur) 2, ist der Messwert abzulesen oder zu markieren. Wird d

23、er Probekrper auf Temperaturen ber 200 C erwrmt, so muss durch Schutzgas oder Vakuum dafr gesorgt werden, dass keine Oxidation auftritt. 9 Auswertung Der mittlere lineare thermische Ausdehnungskoeffizient in K1wird nach Gleichung (5) berechnet: ()K1211; +=ll(5) 12lll = (6) 12 = (7) Dabei ist l1die L

24、nge des Probekrpers, in mm, bei der Temperatur 1; l2die Lnge des Probekrpers, in mm, bei der Temperatur 2; 1die untere Temperatur, in C; 2die obere Temperatur, in C. Kder mittlere lineare thermische Ausdehnungskoeffizient, in K1, der Probenhalterung und der Schub-stange fr den bei der Bestimmung ver

25、wendeten Temperaturbereich, z. B. nach Herstellerangabe. Wenn nicht anders angegeben, gilt fr die obere Temperatur 2= 200 C, d. h., der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient stellt den mittleren Wert fr den Temperaturbereich von 20 C bis 200 C dar. Bezglich des Rundens auf die letzte anzugebende

26、 Stelle ist DIN 1333 zu bercksichtigen. DIN 51909:2009-05 7 10 Prfbericht Im Prfbericht sind unter Hinweis auf diese Norm anzugeben: a) Art und Kennzeichnung der Probekrper; b) gegebenenfalls Vorbehandlung der Probekrper; c) Anzahl der Probekrper; d) Temperaturbereich der Messung; e) mittlerer linea

27、rer thermischer Ausdehnungskoeffizient in 16K10auf 16K1010, gerundet; f) von dieser Norm abweichende, vereinbarte Bedingungen; g) Prfdatum. 11 Przision des Verfahrens Die Messunsicherheit dieses Prfverfahrens betrgt fr Probekrper mit einer Lnge 50 mm bei Anwendung des Temperaturbereiches 20 C bis 20

28、0 C unter Wiederholbedingungen (siehe DIN 1319-3) auf einem Vertrauensniveau von 95 % etwa 16K10050, vom Messwert. DIN 51909:2009-05 8 Literaturhinweise DIN 51045-1, Bestimmung der thermischen Lngennderung fester Krper Teil 1: Grundlagen DIN 51045-2, Bestimmung der Lngennderung fester Krper unter Wr

29、meeinwirkung Teil 2: Prfung gebrannter feinkeramischer Werkstoffe DIN 51045-3, Bestimmung der Lngennderung fester Krper unter Wrmeeinwirkung Teil 3: Prfung ungebrannter feinkeramischer Werkstoffe DIN 51045-4, Bestimmung der Lngennderung fester Krper unter Wrmeeinwirkung nach dem Dilatometer-verfahre

30、n Teil 4: Prfung gebrannter grobkeramischer Werkstoffe DIN 51045-5, Bestimmung der Lngennderung fester Krper unter Wrmeeinwirkung nach dem Dilatometer-verfahren Teil 5: Prfung gebrannter grobkeramischer Werkstoffe DIN ISO 7991, Glas Bestimmung des mittleren thermischen Lngenausdehnungskoeffizienten ASTM C 372:1994, Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Porcelain Enamel and Glaze Frits and Fired Ceramic Whiteware Products by the Dilatometer Method