球形石墨

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国家标准 GB/T38887一2020 球形石墨 Sphericalgraphite 2020-06-02发布 2020-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/38887一2020 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由钢铁工业协会提出 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/Tc183)归口 本标准起草单位:湛江市聚鑫新能源有限公司、贝特瑞新材料集团股份有限公司、冶金工业信息标 准研究院 本标准主要起草人:吴其修、肖玮,刘明东,叶雨佐、吴有铭、赵娟、史有利、陈南敏、任建国、周海辉、 郑景须
GB/T38887一2020 球 形石 墨 范围 本标准规定了球形石墨的术语和定义、分级、代号、技术要求、试验方法、检验规则、包装、贮存和 运输 本标准适用于锂离子电池负极使用的球形石墨 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是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/T191包装储运图示标志 GB/T1427炭素材料取样方法 GB/T3521石墨化学分析方法 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T19587气体吸附BET法测定固态物质比表面积 GB/T24533一2019锂离子电池石墨类负极材料 GB/T26125电子电气产品六种限用物质(铅、汞、锅、六价铬、多溴联苯和多溴二苯谜)的测定 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 球形石墨 spheriealgraphite 采用高纯天然石墨为原料,对石墨进行改性处理,生产出呈椭球形的石墨产品 分级和代号 4.1产品等级 球形石墨,用sSG(sphericalgraphite)表示,其具体等级见表1 表1球形石墨等级 固定碳含量 磁性物质含量 铁含量 等级代号 球形度S RoHS认证 Ppm ppm S>0.9 S0. 99.95 二30 通过 S>0.8 >99.9 S0. 二50 通过 0.5 70 S>0.6 >99.0 通过
GB/T38887一2020 4.2代号 产品代号由产品名称、等级代号、中位径(D50)固定碳含量和振实密度等依次排列组成,即: sG-等级代号-D50-固定碳含量-振实密度,具体示例见表2 表2产品代号示例及其表示的含义 示例 表示的含义 sGI-17-9995-95 SG球形石墨、I级、D50=(17.04m士2.04m),固定碳含量>99.95%、振实密度>0.95g/enm 5 技术要求 5.1外观 颜色灰黑或钢灰的粉末 5.2理化指标 球形石墨的理化指标应符合表1的规定,若有特殊要求由供需双方协商确定 表3、表4、表5为典 型产品技术指标 表3典型I级球形石墨技术指标 产品代号 技术指标 sGI-8-9995-85 SG-11-9995-90 SG-17-9995-93 SG23-9995-98 球形度 >0.9 >0.9 >0.9 >0.9 D10/m 5.56.5 6.0~7.0 10.5~12.0 13.5~14.5 D50/m 8.09.0 10,0l1,0 16.518.5 20.5~22.5 粒度 12.014.0 分布 16.019.0 24.528.5 32.034.0 D90/m 二23.0 二30.0 <45.0 60.0 理化 Dmx/Mm 性能 >99.95 >99.95 >99.95 99.95 固定碳/% 水分/% <0.2 <0.2 <0.1 s0.1 -6 pH值 4.5 4.5~6 4.56 4.56 振实密度/g/cm' >0.85 >0,.90 0.93 >0.98 比表面积/m'/g) 9.510.5 7.08.5 5.0~6.5 4.5~6.0 铁/ppm 30.0 30,0 30,0 30.0 10.o 10.0 s10.0 纳/ppm" 10.0 s10.0 s10.0 <10.0 <10.0 铬/ppm 微量 铜/ s10.0 s10.0 s10,0 s10.0 /ppm 元素 <10.0 <10.0 镍/ppm 10.0 S10.0 铝/ppm <10.0 <10.0 <10.0 <10.0 钼/ppm 10.0 10.0 10.0 <10.0
GB/T38887一2020 表3(续》 产品代号 技术指标 SGI8-9995-85 SG-11-9995-90 SG-17-9995-93 SG23-9995-98 锌/ppm <10.0 <10.0 S10.0 <10.0 微量 钻/ppm s10.0 s10.0 s10.0 s10.,0 元素 二30.0 硅/ppm" 30.0 30.0 30.0 铁十铬十镍十 磁性物质 S0.1 0.1 0.1 S0.1 锌十钻/ppm <15.0 <15.0 <15.0 <15.0 硫含量 硫/ppm 及其化合物 <5 <5 <5 <5 /ppm 铅及其化合物/ppm 5 二5 5 5 限用物质 永及其化合物/ppm 5 5 5 5 <5 六价铬及其化合物/Ppm叫 5 5 <5 F-/ppm 1o 1o C 100 100 100 s100 /ppm s100 <100 s100 <100 阴离子 Br/ppm NO 100 <100 s100 <100 /ppm <100 <100 100 SO3-/ppm 100 表4典型级球形石墨技术指标 产品代号 技术指标 SGI-8-999-80 SGI-l1-999-90 SGI-17-999-93 SGIl-19-999-90 0.8 0.8 球形度 >0.8 >0.8 5.06.5 6.0~7.0 12.0 8.59.5 5 D0/m" l0. 8.0~10.0 10.0l1.0 16.518.5 19.020.0 D50/m 粒度 分布 D90/ 12.0~15.0 16.0~19.0 24.5~28.5 37.038.5 Dm、/m <23.0 30.0 二45.0 s60.0 理化 性能 固定碳/% >99.90 >99.90 >99.90 >99.90 <0.2 水分/% S0.2 0.2 S0.2 4,55,5 pH值 4.5一5.5 4.5一5,5 4.5一5.5 振实密度/g/cm' 0.80 0.90 0.93 0.90 9.511.0 7.09.0 5.57.0 5.0~6.5 比表面积/m=/g) 铁/ s50.0 50.0 <50,0 <50.,0 /ppm 钠/ppm <20.0 <20.0 20.0 20.0 微量 元素 铬/ppm <20.0 <20.0 <20.0 <20.0 铜/Ppm <20.0 20.0 <20.0 <20.0
GB/T38887一2020 表4(续 产品代号 技术指标 sGl-8-999-80 SGl-ll-999-90 SGl-17-999-93 SGl-19-999-90 20.0 20.0 <20.0 镍/ppm" 20.0 二20.0 <20.0 <20.0 <20.0 / /ppm 钼/ppnm <20.0 <20.0 <20.0 <20.0 微量 元素 锌/ppm <20.0 <20.0 <20.0 二20.0 /ppm 二20.0 20.0 20.0 20.0 硅/ppm <100 S100 s100 <100 铁十铬十镍十 磁性物质 S0.3 C0.3 <0.3 s0.3 锌钻/ppm 硫含量 60.0 60.0 60.0 60.0 硫/ppm 10 s10 1o 10 及其化合物/ppm" <10 <10 <1o <10 铅及其化合物/ppm 限用物质 汞及其化合物/ppnm <1o <10 <10 10 六价铬及其化合物/ppm 10 s10 s10 10 F 15 15 15 15 /ppm <100 CI/ppm 100 100 100 阴离子 Br/ppm 100 100 100 100 100 s100 100 100 NO,-/ppmm sO2- s100 <100 s100 s100 /ppm 表5典型皿级球形石墨技术指标 产品代 号 技术指标 SGI-11-99-90 sG-8-99-75 sG-17-99-92 sGI-19-99-95 球形度 >0.6 >0.6 0.6 0.6 D10/m 4.05.0 5.57.5 10.0~12.0 8.5~10,0 7.58.5 0.0~11.5 16.518.5 19.0~20.0 D50/4m 粒度 分布 D90/m 14.016.0 16.0~21.0 25.029.0 37.039.0 30 /4mm 45.0 <60.0 <60.0 理化性能 固定碳/% 99.00 99.00 99.,00 99.00 <0.5 水分/% 0.3 0.3 pH值 5.5 5.5 5.5 45.5 振实密度/g/enm' >0.75 >0.90 >0.92 >0.95 比表面积/m'/g 9.0~11.5 8.010.0 5.57.5 5.06.5
GB/T38887一2020 表5(续》 产品代号 技术指标 SG皿-8-99-75 S(G皿-l1-99-90 S(G皿-17-99-92 SG业-19-99-95 70.0 二70.o 70.0 70.0 铁/ppm" 二20.0 <20.0 <20.0 <20.0 钠/ppm <20.0 20.0 <20.0 <20.0 铬/ppm 铜/ppm <20.0 <20.0 <20.0 <20.0 镍/ppm <20.0 20.0 <20.0 <20.0 微量 元素 铝/ppm <20.0 <20.0 20,0 <20.0 钼/ppm 20.0 20.0 20,0 20.0 二20.0 20.0 二20.0 <20.0 锌/ppm" 20.0 20.0 <20.0 <20.0 钻/ppm" 硅/ 二500 <500 二500 二500 /ppm 铁十铬镍十 磁性物质 0,5 0,5 s0,5 S0,5 锌十钻/ /ppm 硫含量 硫/ppm 200 <200 二200 200 及其化合物/ppm 20 20 20 <20 错及其化合物/ppm" <20 <20 20 20 限用物质 汞及其化合物/ppm <20 20 20 20 六价铬及其化合物/ppm <20 二20 <20 20 F 20 20 <20 <20 /ppm CI 100 <100 <100 <100 /pPpm <100 <100 <100 阴离子 Br/ppm 100 NO-/ppm <100 <100 <100 <100 SO,-/ppm 100 <100 S100 100 试验方法 6.1外观 自然光条件下目视观察 6.2粒度分布 按照GB/T24533一2019中附录A的规定进行测定 6.3水分 按照GB/T245332019中附录B的规定进行测定
GB/T38887一2020 6.4pH值 按照GB/T24533一2019中附录C的规定进行测定 6.5固定碳含量 按照GB/T3521的规定进行测定 6.6比表面积 按照GB/T19587的规定进行测定 6.7球形度 按照附录A的规定进行测定 6.8振实密度 按照GB/T24533一2019中附录M的规定进行测定 6.9磁性物质 按照GB/T24533一2019中附录K的规定进行测定 6.10微量金属元素 按照附录B的规定进行测定 6.11硫含量 按照GB/T245332019中附录J的规定进行测定 6.12F-、C,Br-、So,2-、O. 按照GB/T24533一2019中附录I的规定进行测定 6.13限用物质含量 按照GB/T26125的规定进行测定 检验规则 7.1采样方法 7.1.1取样和制按照GB/T1427的规定进行,取样钉为不锈钢牌号316或同等类型,直径不大于 30mm,长度为500mm一700mm 7.1.2样品盛人聚乙烯塑料容器后,应在外壁贴上标签,标签包括下列内容 样品类别及编号; a b 总体物料批号及数量; 样品量 c d 采样日期; e 采样者姓名 7.1.3样品应密封保存,备用样品贮存期为18个月
GB/T38887一2020 7.2检验分类 7.2.1出厂检验:对每批次粒度、碳含量、水分、振实密度、比表面积、微量元素(铁、钠、铬、铜、镍、铝和 钼),磁性物质(铁十铬十镍锌十钻)检验合格后附质量检查报告 7.2.2型式检验;对本标准中规定的技术要求全部进行检验 在有下列情况之一时进行型式检验: 原材料型号供货厂家等有变更时 a b 生产工艺流程有变化时; 设备停产半年以上,又开始生产时; c d 客户有特殊要求时 7.3验收规则 产品符合表1,表3,表4和表5中全部技术指标为合格品 若有1项指标达不到标准的要求,应 7.3.1 从同批产品的取样袋中加信取样对不合格项复检,复检全部合格判为合格.有一项不合格判为不合格 7.3.2收货方复验期限为2个月,如有异议时,应双倍取样重新检验,如仍有争议,由具有资质的第三 方检测机构检验 产品的包装、贮存和运输 8.1产品的包装符合GB/T191的规定,净重由供需双方协商 8.2包装应在干燥环境条件下进行,先将产品装人防水包装袋(推荐用PE密封袋、铝塑密封袋) 特 殊的包装要求由供需双方商定 8.3包装好后的产品再用外包装材料包装,包装材料由供需双方商定 8.4产品应贮存在通风、干燥的仓库内 8.5产品堆放应整齐、清洁,生产批号等标志应清晰辨认 8.6避免与可使产品变质或使包装袋损坏的物品混存、混运 贮存和运输过程中应保证产品的包装清洁和不破损,凡漏出包外的产品,不得返人包内 8.7
GB/T38887一2020 附 录 A 规范性附录) 球形度的测定方法 范围 A.1 本附录适用于动态图像颗粒分析仪测量球形石墨的球形度 A.2原理 动态图像颗粒分析仪是一种将现代电子技术与光学显微镜相结合而成的一种粉体颗粒物性检测仪 器 用电子摄像机拍摄微小颗粒经显微镜放大颗粒图像,并成像在摄像机的光敏面上;摄像机将光学图 像转换成数字图片信息,然后传输并存储在计算机系统里 计算机自动对显微图像信息进行二值化处 理,计算各个颗粒的球形度 A.3试剂及材料 A.3.1纯水:电导率5.0s/e cm 注:水是常用的分散液体 A.3.2M4-M5镜头的标准样 A.4仪器与设备 A.4.1玻璃棒:直径5mm,长度150mm A.4.2烧杯;100mL A.4.3超声清洗机 A.44动态图像颗粒分析仪及其配件(测试范围lm10004m);将样品照片进行二值化处理后,使 用“单体颗粒分析”功能可以进行更加精确地测量操作,可直接输出球形度参数 使用“整体分布”功 能,可获得样品的球形度数据 同一批原料的5个不同试样进行至少3次测量,颗粒的球形度重现性 为;对于任意颗粒的球形度,它的变异系数应小于2% A.4.5按仪器说明书设置最佳参数,表A.1为供参考参数 表A.1动态图像颗粒分析仪设定参数 帧速率 重复测量次数 蠕动系系速 磁力搅拌转速 镜头选择 Hz 次 r/min r/min M4 100 7080 300400 A.4.6仪器工作环境 仪器应该放在一个干净的环境中,并且环境避免过多电干扰和机械振动,以及温度变动和直接光 照 操作区应是通风的,仪器应有一个刚性光学平台,或者应放在一个固定良好的桌上,以避免光学系 统频繁的对光调整
GB/T38887一2020 A.5试样的制备 在烧杯(A.4.2)中放人一定量的纯水和被测试样,用玻璃棒充分搅拌,使样品浸润分散后,放置于超 声波清洗机,超声分散5 min A.6分析步骤 A.6.1开启动态图像颗粒分析仪,预热30" m1n A.6.2按仪器说明书的规定,开启电脑和仪器软件,输人样品信息 A.6.3用纯水清洗2000ml玻璃烧杯及磁子,并盛装约800ml纯水,连接好导管及蠕动泵 开启磁 力搅拌和蠕动泵对管路进行清洗,清洗至测试浓度小于0.1%(一般清洗2次3次) 取出已超声分散 的样品悬浊液，一边搅拌一边将样品悬浊液倒人2000mL烧杯中 控制测试浓度在0.4%一0.6%,轻 捏蠕动泵管排除气泡,气泡排除后执行留样池自动对焦 点击测试,仪器开始自动测试,测试完成后,仪器软件会根据设定自动计算测试结果和绘制结果 A.6.4 图谱 A.6.5测试完成后,更换2000mL烧杯中的纯水,对仪器进行清洗 清洗完成后关闭软件和仪器 A.7 试验报告 应包含以下内容 生产批号、日期,时间,测试地点、试验使用仪器型号和操作人员等; a 分析结果及标识方法; b 在测定中观察到的异常现象 c 任何不包括在本标准中的操作或其他试验条件 d
GB/T38887一2020 附 录 B 规范性附录) 微量金属元素的测定方法 B.1原理 样品加人王水(浓HNO:浓HCI,体积比1:3)后,用微波消解仪溶解,经过滤、定容后,在酸性介 质中,在选定的最佳条件下,于电感耦合等离子体发射光谱仪上分别测定发射光强度 B.2试剂及材料 本附录中所用水应符合GB/T6682中一级水的要求 B.2.1硝酸:GR级 B.2.2盐酸GR级 B.2.3氯气:纯度99.999% B.2.4贮备以下标准溶液 /mL a 铁标准溶液,标准号为GSB04-17262004,浓度为1o00 4g b /mL 钻标准溶液,标准号为G;SB04-1722一2004,浓度为1000 4g 铬标准溶液,标准号为GSB04-1723一2004,浓度为10001 4g/ml; d 镍标准溶液,标准号为GSB04-17402004,浓度为1000 g/ml; 标准号为GSB04-1761一2004,浓度为10004g/mL 铜标准溶液,标准号为GSB04-1725一2004,浓度为1000g/mL. 铝标准溶液,标准号为GSB04-17132004,浓度为1000 g ml h 钼标准溶液,标准号为GSB04-1737一2004,浓度为1000g/ml; 钠标准溶液,标准号为GSB04-17382004,浓度为10004g/mL 硅标准溶液,标准号为GSB04-1752一2004,浓度为10004g/mL i B.2.5贮备混合标准溶液(50mg/L)的配制;分别移取5mL铁、钠、铬、铜、镍、铝、钼、钻、锌、硅标准溶 液于100mL容量瓶中,加人5ml硝酸,定容至刻度线,摇匀,备用 保存期限为1个月 B.3仪器与设备 B.3.1电感耦合等离子体发射光谱仪或等同性能的仪器 B.3.2微波消解仪或等同性能的消解装置:工作温度不小于180 B.3.3样品罐;与微波消解仪配套 B.3.4分析天平;感量为0.0001g B.4系列混合标准溶液的配制 分别准确吸取贮备混合标准溶液(见B.2.5)0mL0.2mL,0.50mL,1.00mL、2.00mL、5mL 置于 6个100mL容量瓶中,各加人5ml硝酸,定容至刻度线,摇匀,配制成铁,钠、铬、铜、镍铝、钼、钻、锌元 素浓度分别为0mg/L,0.10mg/L.,0.25mg/L,0.50mg/L、1.00mg/L2.50mg/L的校准空白及系列 10
GB/T38887一2020 混合标准溶液 B.5试样的制备 称取0.4g0.5g试样,于清洗干净的消解罐中;加人3ml硝酸,9ml盐酸,摇匀,拧紧样品盖,置 于微波消解仪内消解(消解温度不低于180C,时间不低于15n 消解完后,冷却至室温,过滤,定 min 容至100ml 同样方法制作一个试样空白 B.6测定 在选定的最佳工作条件下,待仪器稳定后,设置测定波长(可参考表B.1),输人样品信息,将校准空 白、系列标准溶液依次吸人,绘制标准曲线,然后再将试验空白及样品溶液以同样的方法直接测定 表B.1元素波长选择 元术 波长/nm 元素 波长/nm 铁 238.204 327.393 铜 228.616 396.153 钻 铝 镍 231.604 钼 202.031 铬 267.716 钠 589.592 锌 213.857 硅 251.61 结果计算与数据处理 B 读取仪器自动显示数据,按照GB/T8170的规定进行修约至小数点后两位 B.8试验报告 应包含以下内容 样品名称、生产批号、测试日期、时间,地点、试验使用仪器型号和操作人员等 aa b 分析结果及表示方法; 在测定中观察到的异常现象; c d 任何不包括在本标准中的操作或是自由选择的试验条件

球形石墨GB/T38887-2020介绍

球形石墨是一种具有高强度、高导热性、低膨胀系数和良好机械性能的材料。它广泛应用于铸造、摩擦材料、电极材料、涂层材料等领域。

GB/T38887-2020是我国发布的一项关于球形石墨的标准，该标准规定了球形石墨的物理和化学特性、制备方法、检测方法、质量要求等方面内容，为球形石墨的生产和应用提供了指导和保障。

物理和化学特性

根据GB/T38887-2020标准，球形石墨的主要物理和化学特性如下：

• 外观：呈现类似于球形的形态，表面光滑无裂痕。
• 密度：大于或等于2.15g/cm³。
• 导热系数：大于或等于100W/(m·K)。
• 膨胀系数：小于或等于1.5×10⁻⁶/K。
• 抗拉强度：大于或等于80MPa。

制备方法

根据GB/T38887-2020标准，球形石墨的制备方法分为两种：

• 铸造法：通过在铸造过程中添加特定的球化剂实现球化，然后经过淬火、回火等工艺处理得到球形石墨。
• 化学气相沉积法：通过金属有机气相沉积、碳化、球化等多道工序得到球形石墨。

检测方法

根据GB/T38887-2020标准，球形石墨的检测方法主要包括以下方面：

• 外观检查：检查球形石墨的表面是否光滑无裂痕。
• 密度检测：采用水位计法或压实度法检测球形石墨的密度。
• 导热系数检测：采用热板法或热电偶法检测球形石墨的导热系数。
• 膨胀系数检测：采用膨胀计法测定球形石墨的膨胀系数。
• 抗拉强度检测：采用牵引试验机检测球形石墨的抗拉强度。

质量要求

根据GB/T38887-2020标准，球形石墨的质量要求主要包括以下方面：

• 外观质量：球形石墨应该表面光滑无裂痕。
• 密度质量：球形石墨的密度应该大于或等于2.15g/cm³。
• 导热系数质量：球形石墨的导热系数应该大于或等于100W/(m·K)。
• 膨胀系数质量：球形石墨的膨胀系数应该小于或等于1.5×10⁻⁶/K。
• 抗拉强度质量：球形石墨的抗拉强度应该大于或等于80MPa。

总之，GB/T38887-2020标准为我国球形石墨行业的规范化发展提供了支持和保障。在实际生产和应用中，我们应该根据标准要求，严格控制球形石墨的物理和化学特性、制备方法、检测方法、质量要求等方面内容，以确保产品的质量和性能。

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