1、-窜ICS 59.100.99 Q 69 中华人民共和国国家标准GB/T 31850-2015 非金属密封材料热分解温度测定方法、4 Test method for thermogravimetry(TG) of no-matallic sealing materials 2016-06同01实施2015-07-03发布，、发布中华人民共和国国家质量监督检验检窥总局中国国家标准化管理委员会与2吨，川坷凡叫呵，飞f号俨An俨赢!岛配咱咽盹问-ww瓦肘R 、. F 前本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国建筑材料联合会提出。言本标准由全国非金属矿产品及制品标准化技术委员会(
2、SAC/TC(06)归口。GB/T 31850一2015本标准主要起草单位z无锡市祥健四氟制品有限公司、咸阳非金属矿研究设计院有限公司、国家非金属矿制品质量监督检验中心。本标准主要起草人z朱绵鹏、王健、乔忠强、石志刚、侯影虹、张振，I GB/T 31850-2015 非金属密封材料热分解温度测定方法1 范围本标准规定了非金属密封材料热分解温度测定的术语和定义、原理概述、试验设备、试样制备、设备校准、试验步骤、结果表述和试验报告，本标准适用于测定非金属密封材料的分解温度和分解速率，也适用于测定非金属密封材料中所含挥发物、添加剂和/或填料的含量，非金属密封材料用原材料亦可参照使用。本标准适用于动态
3、模式在程序条件下质量随温度或时间变化或等温模式(在恒定温度下质量随时间变化下进行热重测量。2 术语和定义2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 下列术语和定义适用于本文件。童在量分桥法therml咿圳metry，TG在程序温度控制下，测量试样质量与温度或时间关系的一种方法。动态属量变化测量dynamic ma措.changedetermination 在程序变温速率下，记录试样质量随温度的变化的一种技术。等温质量变化测量isothermal m8SSchange determination 在恒温条件下，记录试样质量随时间的变化的一种技术。击各重曲线TGc町ve由热重分析法得到的曲线，以试样的
4、质量为纵坐标(y轴)，以温度T或时间t为横坐标(x轴)。差示扫描量热法differential scanning calorimetry; DSC 在程序控温和一定气氛下，测量输给试样和参比物的热流速率和加热功率差与温度和/或时间的关系的技术。2.6 2.7 2.8 差热分新differential thermal analysis; DTA 在程序控温下，测量试样和参比物之间的温度差与温度和/或时间关系的一种技术。居里温度curie temperat町e磁性材料可以在铁磁体和顺磁体之间转变的温度。棉分解温度thermal d回omp翩翩。ntemperature 材料受热分解失效时对应的温度
5、。1 GB/T 31850-2015 3 原理概述3.1 在程序控温下，以恒定速率加热试样，测量试样质量变化与温度的关系。也可以是在给定的时间内，试样保持在恒定的温度下，测量试样质量变化与时间的关系。通常造成试样质量变化的反应有分解反应、氧化反应或组分挥发。质量的变化记录为热重曲线。3.2 材料质量的变化是温度的画数，变化的程度反映了材料的热稳定性。因此，在相同试验条件下，热重数据可以用于评价同类非金属密封材料的相对热稳定性，或用于评价非金属密封材料之间或非金属密封材料与添加剂之间的相互作用。3.3 热重(TG)数据可用于过程控制、过程开发及材料评价。长期热稳定性是与控制及环境条件的一个复杂函
6、数。单独的热重(TG)数据不能说明一种非金属密封材料长期的热稳定性.4 试验设备4.1 热天平z为零位式或偏转式。试样的质量小于50mg时，精度为土0.020mg.热天平的掏造应使气流通过试样周围，并能使热量以恒定的速率向试样传递。4.2 炉体z具有低热容外壳，可在室温至1000 OC温度施围内进行快速或慢速的加热及冷却(通常速率至少为50C/min)。4.3 温度传感器z测量试样温度。它位于尽量靠近试样的位置。4.4 升温程序控制器z可在预定温度范围内进行线性速率扫描。4.5 记录设备z显示质量损失和温度或时间的关系，并记录样品质量和温度和/或时间的变化。4.6 试梓皿z具有足以承载至少5m
7、g试样的形状和尺寸，并由可承受最高使用温度的材质制成。4.7 保护气体z干燥空气或氧气(氧化条件下)，也可以是氧气含量为0.001%(体租分数或更小的合适的惰性气体非氧化条件。无论上述何种气体，其含水量都应小于0.001% (质量分数4.8 流量计z测量50mL/min至150mL/min范围内的气体流速。4.9 天平z测量试样的初始质量，精度为0.01mg. 5 试样制备5.1 试样要求试样应制成碎沫状。5.2 试样状态调节试样应在23C士5C环境中，放置在干燥器内24h以上。5.3 试样质量试样的质量应大于10mg，除非试样的质量较小。6 设备桂准6.1 质量校准在无任何气流穿过热天平的条
8、件下避免浮力和/或对流的干扰)，使用10mg.100 mg的校准硅2 GB/T 31850-2015 码按下述步骤校准热天平z首先将热天平调零，将校准硅码置于热天平上并测量相应的质量变化z如必要，调节热天平使测量质量与校准硅码的质量相等。6.2 温度枝准安装温度传感器一般为热电偶)于合适位置，读取试样温度。对于不同的仪器，安装位置可能不同。应使用与实际测量相同的环境、气体流速和加热速率来进行温度校准见第7章。如使用热天平时，按下列步骤校准za) 从包含于GM761的5个标准物(见附录A)中选择两种或两种以上标准参比物，所选参比物的居里温度应接近待测温度范围。如可能，应使待测温度范围处于所选用的
9、两种参比物的居里温度之间。b) 开始加热，以与实际测量相同的升温速率开始升温，根据居里温度转变的起始温度TA、中点温度Tc租最终温度TB进行温度校准。注:GM761被国际热分析协会(ICTA)和美国国家标准与技术研究院(NIST)指定作为居里(磁性转变)的标准温度范围(参见附录A).等于或大于99.99%的镰也可用于校准。如果热天平与DSC(差示扫描仪)或DTA(差示热分析仪检测器联用，推荐使用适用于DSC或DTA校准的标准参比物来进行热天平的温度校准。标准校准物参见附录A。注1:标准参比物的熔点被定义为曲线拐点处推断基线与吸热波切线的截距(即所谓的起始温度).注2:校准是获取可靠的热重数据最
10、关键的步骤。温度传感器、试样的几何形状和气氛的种类包括气体流速之间的关系，都会影响测量系统的校准.7 试验步骤7.1 动态模式7. 1. 1 称量试样，将试样置人试样皿中。7. 1.2 热天平调零。7.1.3 将盛有试样的试样器皿置于热天平上。选择气体流速，通人气流并记录初始质量。对于在严格惰性气氛下进行的试验，则需用真空泵抽空热天平然后充入惰性气体。或在记录质量前用较高流速惰性气体长时间注人保护气体。测定中可以更换气体，但应使用相同的气体流速.建议使用密度接近的气体，以使浮力的影响较为接近。如无法使用密度接近的气体，则需要进行浮力修正。淀，通人气流时会引起热天平中浮力和对流的变化.即使实际质
11、量不变，也会观察到质量的表现变化，且质量测量精度会下降.建议在与实际测量相同的升温速率及气体流速下进行元试样的预运行，以观察质量的表观变化.质量测量的精度不会比预运行试验获得的结果更佳。7.1.4 如适用，应遵照参考标准的规定设定温度程序。程序应包括初始温度和终止温度，若干次恒温，以及程序温度间的升温速率。7.1.5 开始执行温度程序井记录热重曲线。7.2 等温模式按照7.1.1、7.1.2和7.1.3的规定操作。然后启动仪器，以最大的速率如100C/min或更大升温，以尽快达到指定的温度。8 结果表述8.1 固示以质量变化量或质量分数变化量与时间或温度关系曲线的形式显示热重数据。3 GB/T
12、 31850-2015 8.2 确定质量增量根据曲线确定质量的最大值mmax(见图口。质量增量MG按式(1)计算E式中zMG一一质量增量，MG=些变二些X100% m. mmax 一一质量的最大值，单位为毫克(mg); m. 一一加热前的质量，单位为毫克(mg).原量/mgmm . m . 圄1属量增加的TG曲鳞示倒温度IC或时间Imin8.3 确定单阶质量降低时的厨量损失4 从TG曲线中确定A、B和C点见图2)。A为起始点一一起始质量线与通过TG曲线上斜率最大点的切线的交点sB为终点一一最终质量钱与通过TG曲线上斜率最大点的切线的交点sC为中点一一TG曲线与通过A和B间中点且与z轴平行的直线
13、的交点。根据A、B和C点可确定出质量m.和mf及温度TA、TB和Tc质量损失ML接式(2)计算z式中zML一一质量损失zML=些二生X100% m. m.一一加热前的质量，单位为毫克(mg), mf-一在终止温度处对应的质量，单位为毫克(mg)。. ( 1 ) . ( 2 ) GB/T 31850-2015 原量/mgA m a mf 几TcTB 混皮/C或时伺lmin圄2单阶质量降低的TG曲线示例8.4 确定多阶质量降低时的质量损失若质量降低超过两阶时，按8.3中所述方法确定A1、矶、C1、Az.Bz、Ca等点见图3)。根据这些点，确定质量m.、mj.mf和温度TA1、TB1、TC1、TA!
14、、TB2、Tc等.质量/mgm . m.且. mf T. T. T. 1、11 Z m T, .嘈 d-也 TS Z Ta 温度rc或时伺/min圄3多阶质量降低的TG曲钱示倒如果TG曲线在第一阶段和第二阶段反应未呈现质量恒定过程见图的，则这部分曲线斜率最小点的切线与第一阶曲线斜率最大点的切线的交点应取作终止点BlI这部分曲线斜率最小点的切线与第二阶段曲线斜率最大点的切线的交点取作为起点A20质量mj取作mB1和mAZ的中点对应的质量。5 GB/T 31850-2015 质量/mgm f m , ihz nu咱自mam 1.1飞1c、181几1(2182 温度/C或时间/min圄4反应间来这质
15、量恒定的多阶质量降低TG曲结示倒第一阶质量损失ML1按式(3)计算zML, =主二二主X 100% m. . ( 3 ) 式中zML1一一第一阶质量损失zm.一一加热前的质量，单位为毫克(mg)，mj一第一阶终止温度所对应的质量，单位为毫克(mg)。第二阶质量损失ML2按式(4)计算zM=生L二些X 100% m. . ( 4 ) 式中zM与-第二阶质量损失;mj二一第二阶起始温度所对应的质量，单位为毫克(mg);mf一一第二阶终止温度所对应的质量，单位为毫克(mg);m.一二加热前的质量，单位为毫克(mg)。以相同的方式计算任何深入的质量损失。8.5 残留量测定质量残留量R按式(5)计算zR
16、=些1100%m. .( 5 ) 式中zR一一质量残留量zmf一一终止温度所对应的质量，单位为毫克(mg); m.一一加热前的质量，单位为毫克(mg)。6 . GB/T 31850-2015 8.6 热分解温度的确定8.6.1 单阶能分解温度的确定从TG曲线中确定单阶热分解温度(见图2)，图2中A点所对应的温度TA就是该阶热分解温度。8.6.2 多阶热分解温度的确定若质量降低超过两阶称为多阶(见图3)，圈3中At.Az点所对应的温度TAt、TAZ就是该两阶热分解温度。其他阶热分解温度的确定方法相同。9 试验报告报告应包含下列信息za) 样品的名称及编号zb) 样品的形状及尺寸(如有); c)
17、试样的采集细节及质量自d) 测定前的试样调节内容;e) 所用热天平的类型;f) 试梓器皿的尺寸和材质Fg) 所用温度传感器的型号及传感器的位置在试样器皿内部或外部); h) 使用的保护气氛和气流速率si) 升温速率程序升温)或使用的等温条件sj) 温度校准用的标准参比物;k) 8.2、8.3和8.4中所计算的质量增加和/或质量损失zD 8.5中所计算的残留量;m) 8.3和8.4中确定的质量变化温度;n) 与设备、测定条件或试样行为相关的任何观测值B0) 测定日期。7 GB/T 31850-2015 附录A(规范性附最)技准用标准参比物用于热重仪和联用仪的NISTGM761磁性转变参比物见表A
18、.l。表A.1用于热量仪和联用仪的NISTGM761磁性转变参比物参比物TA/C Tc/C T8/C Permanorm 3 253 259 267 镰351 353 355 高磁导率铁镰合金378 382 386 Permanom 5 451 455 458 Trafoperm 749 750 751 注INI盯为美国国家标准与技术研究院.与DSC或DTA联用的仪器所使用各种参比物的转化或熔融温度和熔融熔见表A.2.表A.2与DSC或DTA联用的仪器所使用各种鲁比物的转化或熔融温度和蜡融蜡参比物转变点或熔点平衡沮度)/C熔融熔/(J/g)NIST参考号环己嬉(转化-83 NIST GM757
19、 水银熔融-38.9 11 .47 NIST SRM2225 1，2-环己烧熔融)-32 NIST GM757 环己烧(熔融7 NIST GM757 苯基醒熔融30 NIST GM757 邻三联苯(熔融)58 NIST GM757 联苯熔融69.2 120.2 NIST SRM2222 硝酸饵转变127.7 NIST GM758 锢熔融157 28.42 NIST GM758 高氨酸饵(转变)299.5 NIST GM758 ,GM759 锡熔融23 1.9 60.22 NIST SRM2220 ,GM758 铅熔融327.5 23.16 铮熔融)419.6 107.38 NIST SRM22
20、21a 硫酸银(转变430 NIST GM758 , GM759 石英(转变573 NIST GM759 , GM760 硫酸何转变583 NIST GM759 , GM760 镑酸锦(转变665 NIST GM759 , GM760 8 GB/T 31850-2015 表A.2(续)参比物转变点或熔点(平衡温度)/C熔融缩/O/g)NIST参考号碳酸锁(转变810 NlST GM760 碳酸锦转变925 NIST GM760 段INIST为美国国家标准与技术研究院.a峰值温度。P - a 9 mFON|omF何H阁。华人民共和国家标准非金属密封材料热分解温度测定方法GB/T 31850-2015 国中 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号。00029)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)68533533发行中心:(010)51780238读者服务部1(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X1230 1/16 印张1字数18千字2015年8月第一版2015年8月第一次印刷铸18.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107t-5号:-:155066. 1-52078定价
