ICS29.050 CCSQ50 中华人民共和国国家标准 GB/T9973—2025 代替GB/T9973—2006 炭素材料透气度试验方法 Testmethodsforpermeabilityofcarbonmaterials 2025-08-29发布 2026-03-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 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。 本文件代替GB/T9973—2006《炭素材料透气度试验方法》,与GB/T9973—2006相比,除结构调 整和编辑性改动外,主要技术内容变化如下: a) 更改了范围(见第1章,2006年版的第1章); b) 增加了术语和定义(见第3章); c) 增加了原理(见第4章); d) 增加了仪器和设备(见5.1、6.1); e) 更改了取样与制样(见5.2,2006年版的第4章); f) 更改了试验步骤(见5.3,2006年版的第5章), g) 增加了试验方法二(外接气源法)(见第6章); h) 更改了试验报告(见第8章,2006年版的第8章)。 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。 本文件由中国钢铁工业协会提出。 本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本文件起草单位:吉林炭素有限公司、贵阳铝镁设计研究院有限公司、湖南智强科技有限公司、方大 炭素新材料科技股份有限公司、成都方大炭炭复合材料股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、吉蒙 炭素有限责任公司。 本文件主要起草人:冯喜明、赵世贵、贾文涛、邓超、胡创、张利勤、崔凌威、王晓远、姚禄广、孙继云、 贺炎、殷朝霞、杨波、张松威、李星佐、高勃、朱刚、王成华。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为: ———1988年首次发布为GB/T9973—1988,2006年第一次修订; ———本次为第二次修订。 ⅠGB/T9973—2025 炭素材料透气度试验方法 1 范围 本文件描述了炭素材料透气度的试验方法。 本文件适用于室温下炭素材料透气度的测定,也适用于高炉耐火材料透气度的测定。 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/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T8718 炭素材料术语 3 术语和定义 GB/T8718界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 透气度 permeability 在一定温度一定压力差下,气体通过炭素材料难易程度的特征值。 注:透气度是一项按照测定方向(气体流动方向)而变化的性能。 4 原理 具有一定压力的气体在层流条件下通过试样,测定试样两端在不同流量下的压差,根据测定的数值 和试样的形状尺寸计算试样的透气度。 层流条件即气流流线相互平行的流动,通常设定试体的成型方向或使用方向为流向。 已知在给定时间内通过试样的气体体积,则透气度用式(1)计算: V t=K×1 η×A h×(p1-p2)×(p1+p2) 2p……………………(1) 式中: V———通过试样的气体体积,单位为立方米(m3); t ———该体积的气体通过试样的时间,单位为秒(s); K———试样的透气度,单位为平方米(m2); η———试验温度下气体的动力黏度,单位为帕斯卡秒(Pa·s); A———试样的横截面积,单位为平方米(m2); h———试样高度,单位为米(m); p———气体的绝对压力,单位为帕斯卡(Pa); p1———气体进入试样端的绝对压力,单位为帕斯卡(Pa); 1GB/T9973—2025 p2———气体逸出试样端的绝对压力,单位为帕斯卡(Pa)。 注1:式(1)符合达西(Darcy)定律,由哈根-泊肃叶(HagenPoiseuille)定律导出,定律见附录A。 注2:由于p是测定气体体积时的压力,因此,在正压下测定时p=p1,在负压下测定时p=p2。 式(1)可重新排列为: K=V t×η×h A×1 p1-p2×2p p1+p2…………………………(2) 将相应的单位带入式(2): m3 s·Pa·s·m m2·1 Pa·Pa Pa 由上导出透气度的单位是平方米(m2)。 如果式(1)中h用cm,A用cm2,V用cm3为单位(其他单位不变),所得出的透气度单位为平方厘 米(cm2)。由于不准许使用复合前缀,常用的单位通常是m2,10-8cm2=10-12m2=1μm2。 产品标准中常用的mDa,透气度的单位也可用μm2,1μm2=1013mDa。 5 试验方法一(水置换法) 5.1 仪器和设备 5.1.1 水置换法试验装置 5.1.1.1 水置换法试验装置示意图 水置换法试验装置示意图见图1。 标引序号说明: 1———高位水箱; 2———微量调节阀; 3———水气置换容器; 4———试样夹持器; 5———U形压力计; 6———气源。 图1 水置换法试验装置示意图 5.1.1.2 高位水箱 可升降水箱或可调节水位高度,有进水口、溢流口和连接口(与水气置换容器连接),连接口有微量 调节阀。 2GB/T9973—2025 5.1.1.3 微量调节阀 公称通径DN1.5~DN3,旋钮控制水流速度。 5.1.1.4 水气置换容器 圆柱形容器,顶部留有进水口(与水箱连接)和出气孔(与试样夹持器连接),进水口要深入容器底 部,带液位计或有液位刻度标尺,底部留有放水口。 5.1.1.5 试样夹持器 由试样筒、柔性密封套、盖板和底座组成,见图2。 标引序号说明: 1———盖板; 2———柔性密封套; 3———试体; 4———底座; 5———接水气置换容器; 6———接U形压力计; 7———接气源。 图2 试样夹持器示意图 5.1.1.6 U形压力计 量程不小于±6000Pa,精度10Pa。 5.1.1.7 气源 压缩在高压气瓶中化学性质稳定的气体(惰性气体),如氮气、氩气等。 5.1.2 干燥箱 室温~200℃,带有自动控温和鼓风装置,温度能控制在(110±5)℃。 3GB/T9973—2025 5.1.3 游标卡尺 测量范围0mm~200mm,精度0.02mm。 5.1.4 计时器 可连续计时30min以上,分度值不大于0.2s。 5.1.5 大气压力计 大气压示值精度1hPa,温度示值精度1℃。 5.1.6 空白试体 透气度为零的试体,例如金属钢试体。 5.2 取样与制样 5.2.1 试样尺寸与取样 试样为直径50mm±0.5mm、高50mm±0.5mm的圆柱体,每批次产品随机抽取两个试样,取样 时去掉制品疏松、粗糙的表层。 5.2.2 制样 试样加工时试样的轴线对其端面的垂直度和试样两端面之间的平行度偏差均应在0.5mm以 内,记录试样的制取方向与产品的压力向的关系,并在试验报告中说明。 5.2.3 试样干燥 加工好的试样在(110±5)℃的干燥箱(5.1.2)中烘干2h±10min,放置在干燥器中冷却至室温。 5.3 试验步骤 5.3.1 测量试样的直径d和高度h:直径d的测量是沿试样轴向(中心点)测量6次,测量位置为上、 中、下3点,每点测量1次后,按轴线旋转试体90°再测量1次,取平均值;高度h的测量是按试样端部圆 周不同部位测量3次,每次旋转60°,取平均值。 5.3.2 检查测试系统气密性,进行空白实验:将空白试体装入试样夹持器中,将盖板、试样筒和底座用 螺栓紧固。向衬在试样筒内的柔性密封套充入气源,以密封试样侧面。充气压力的大小视柔性密封套 的性质而定,一般约需在0.15MPa~0.30MPa之间。向高位水箱注水,打开微量调节阀,观察U形压 力计,将压差Δp调至9.8×103Pa(1000mmH2O),如果在30min内水位没有变化,则认为测量系统 是密闭的。 5.3.3 空白试验结束后关闭气源,关闭微量调节阀,从试样夹持器中取出标准试体。再将试样装入试 样夹持器的试样筒中,拧紧盖板、试样筒和底座的紧固螺栓。 5.3.4 再次向衬在试样筒内的柔性密封套充入气源密封试样侧面。 5.3.5 保证水箱内的水位不变,打开高位水箱的微量调节阀调节流速,给水气置换容器注水,直至U形 压力计的压力稳定。 5.3.6 压力稳定后开始计时,同时记录U形压力计连接试样夹持器端口读数U1和U形压力计开放端 口的读数即U2,计算压差Δp,记录水位上升60mm(约500mL)的所需时间即为t。如果水位上升很 慢,记录30min的水气置换容器的液面变化,读取大气压值即p2,并记录室温,在附录B查得相对应的 4GB/T9973—2025