电极膨胀率测量检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-29  

电极膨胀率测量检测是评估材料在温度、电场或应力作用下尺寸变化特性的关键技术,涉及热膨胀、电致膨胀、循环膨胀等多维度参数测定。检测重点包括测量精度控制、环境条件模拟(如温度梯度、电场强度)、膨胀速率与应变的定量关系分析,为电极材料设计、可靠性验证及工程应用提供数据支撑。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

膨胀系数测量:评估材料在恒定压力下随温度变化的线膨胀特性。具体检测参数:温度范围-200℃~1200℃,测量精度±0.5×10⁻⁶/℃,升温速率0.1℃/min~10℃/min。

电致膨胀率测试:测定电极材料在电场作用下产生的尺寸变化率。具体检测参数:电场强度范围0~1000V/mm,电压精度±0.1V,应变测量分辨率1×10⁻⁸。

循环膨胀性能分析:研究材料在温度或电场周期性变化下的膨胀-收缩循环特性。具体检测参数:循环次数≥1000次,温度波动范围±5℃,电场循环频率0.1Hz~1Hz。

应力-应变膨胀关系测定:分析材料在机械应力与温度/电场耦合作用下的膨胀行为。具体检测参数:应力范围0~500MPa,应变测量精度±0.1%,力值分辨率0.01N。

体积膨胀率计算:基于线膨胀数据推导体积变化率,考虑泊松比修正。具体检测参数:体积测量精度±0.2%,泊松比适用范围0.1~0.45。

高温膨胀失效检测:评估材料在极端高温下的膨胀导致结构失效的临界条件。具体检测参数:最高测试温度1600℃,真空度≤1×10⁻³Pa,失效判据包括裂纹生成、界面剥离。

低温膨胀特性测试:测定材料在超低温环境下的尺寸稳定性。具体检测参数:最低测试温度-269℃(液氦环境),热导率测量范围0.1W/(m·K)~100W/(m·K)。

各向异性膨胀测量:分析材料在不同方向上的膨胀差异。具体检测参数:方向分辨率≤5°,各向异性系数计算精度±0.02。

膨胀速率动态监测:实时记录膨胀过程中尺寸变化的时间导数。具体检测参数:时间分辨率0.01s,速率测量范围1×10⁻¹²m/s~1×10⁻³m/s。

长期老化膨胀测试:评估材料在长期使用条件下的膨胀累积效应。具体检测参数:测试周期≥1000h,环境湿度控制范围20%~90%RH,温度循环范围25℃~85℃。

检测范围

金属材料电极:铜合金、铝合金、镍基合金等用于电池或电化学装置的金属基电极材料。

陶瓷基电极:氧化铝、氧化锆、氮化硼等高温稳定的陶瓷材料制成的电极组件。

聚合物基复合电极:环氧树脂、聚酰亚胺、硅橡胶等聚合物与导电填料复合的柔性电极。

锂电池正极材料:钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等用于锂离子电池的正极活性物质。

锂电池负极材料:石墨、硅碳复合材料、钛酸锂等锂离子电池负极材料。

燃料电池双极板:石墨基、金属基(如不锈钢、钛合金)用于燃料电池的气体传输与电极支撑板。

电子封装电极:陶瓷基板、有机基板上的金属镀层电极,用于集成电路封装。

高温涂层电极:热障涂层(如氧化钇稳定氧化锆)、防腐涂层的电极基底材料。

光学元件电极:微晶玻璃、石英玻璃上的透明导电膜(如ITO)电极。

地质样品电极:页岩、花岗岩等天然岩石材料在地球物理探测中的电极应用。

检测标准

ASTM D696-15(2020):用顶杆法测定固体材料线性热膨胀系数的标准试验方法。

ISO 11359-2:2013:塑料. 热机械分析(TMA). 第2部分:线性热膨胀系数和玻璃化转变温度的测定。

GB/T 1036-2008:玻璃制品热膨胀系数的测定方法。

ASTM E831-19:用顶杆法或膨胀计法测定固体材料线性热膨胀系数的标准试验方法。

ISO 17025:2017:检测和校准实验室能力的通用要求(适用于检测过程的质量控制)。

GB/T 4510-2017:焦炭真密度和视密度测定方法(涉及膨胀相关参数计算)。

ASTM C1548-02(2016):用顶杆膨胀计测定陶瓷线性热膨胀系数的标准试验方法。

ISO 14703:2004:固体电解质. 电导率和相关特性的测定(涉及电致膨胀的关联测试)。

GB/T 228.1-2021:金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法(涉及应力-应变关系中的膨胀参数)。

ASTM C372-13:用顶杆法测定陶瓷的平均线热膨胀系数的标准试验方法。

检测仪器

热机械分析仪(TMA):通过顶杆法测量材料在温度或应力变化下的尺寸变化,配备高精度位移传感器,温度控制范围-200℃~1600℃,位移分辨率0.1μm。

数字式膨胀计:采用光学干涉法监测膨胀过程,适用于纳米级位移测量,温度范围-269℃~1000℃,应变分辨率1×10⁻⁹。

激光位移传感器系统:利用激光三角测距原理实时采集膨胀位移数据,测量范围0~10mm,精度±0.1μm,采样频率1000Hz。

动态热机械分析仪(DMA):结合温度控制与动态力学激励,可同时测定膨胀系数与储能模量,频率范围0.01Hz~100Hz,温度范围-150℃~600℃。

高温真空膨胀计:在真空或保护气氛环境下测量材料膨胀行为,真空度可达1×10⁻⁵Pa,最高测试温度2000℃,配备水冷防护系统。

微纳米膨胀测量仪:采用原子力显微镜(AFM)探针技术,实现微区(≤10μm)膨胀量的高分辨率测量,位移灵敏度0.01nm,横向分辨率100nm。

电阻应变测量系统:通过粘贴应变片或埋入光纤光栅传感器,监测材料在膨胀过程中的应变变化,应变测量精度±1με,工作温度范围-200℃~300℃。

X射线衍射仪(XRD):利用晶体衍射峰位移分析材料的热膨胀行为,适用于获得晶格常数随温度的变化数据,角度分辨率0.001°,温度控制范围RT~1000℃。

动态膨胀监测装置:集成温度、电场、应力多场耦合环境舱,可同步记录膨胀量与外界激励参数,数据采集频率10kHz,环境参数控制精度±0.5%。

光学轮廓仪:通过白光干涉原理测量材料表面形貌变化,计算膨胀量,垂直分辨率0.1nm,横向分辨率1μm,适用于表面平整样品的膨胀分析。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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