DIN 51911 E:2020-06 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы.

Стандартный №: DIN 51911 E:2020-06
Дата публикации: 2020
Разместил: German Institute for Standardization
состояние: быть заменен
быть заменен: DIN 51911:2020-12
Последняя версия: DIN 51911:2020-12

сфера применения

Техническое развитие и анализ предыстории стандарта DIN 51911

Будучи важным компонентом немецкой системы стандартов испытаний материалов, проект стандарта DIN 51911:2020-06 представляет собой всеобъемлющий пересмотр и обновление версии 1997 года. В этом стандарте специально предусмотрены стандартизированные методы испытаний для определения удельного сопротивления углеродных материалов и графитовых материалов. В связи с широким распространением углеродных материалов в новой энергетике, аэрокосмической и электронной промышленности точные испытания электрических характеристик стали особенно важными.

Интерпретация основного содержания стандарта

Область применения и принцип испытания

Настоящий стандарт применяется к определению удельного сопротивления формованных изделий из углерода и графита при комнатной температуре. Испытание основано на классическом вольтамперном методе: через образец пропускают постоянный постоянный ток, измеряют падение напряжения между двумя точками измерения и рассчитывают удельное сопротивление на основе геометрических размеров. Математическое выражение: ρ = (U/I) × (A/l), где ρ — удельное сопротивление (мкОм·м), U — напряжение (В), I — сила тока (А), A — площадь поперечного сечения (мм²), l — расстояние между точками измерения (м).

Технические требования к приборам и оборудованию

Тип оборудования	Требования к точности	Основные технические параметры	Соответствие стандартам
Источник питания постоянного тока	±0,5%	Регулируемый выходной ток, достаточная мощность	Пункт 6.1
Прибор для измерения тока	±0,5%	Высокоточное измерение постоянного тока	Пункт 6.2
Прибор для измерения напряжения	±0,5%	Входное сопротивление ≥ 100 кОм	Пункт 6.3
Оборудование для измерения длины	±0,5%	Если в соответствии с DIN 862 Штангенциркуль	Пункт 6.5

Требования к подготовке образцов

Образец должен иметь круглое или прямоугольное поперечное сечение, торцы которого перпендикулярны продольной оси. Его длина должна быть не менее трёхкратного максимального поперечного размера, а любой размер в любом направлении не должен быть меньше удвоенного диаметра наибольшего структурного элемента материала (минимум 4 мм). Образец должен быть высушен на воздухе, чтобы гарантировать, что влажность не повлияет на результаты испытаний.

Ключевые моменты процедуры испытаний

Введение тока и сбор напряжения

Ток вводится через торцевые поверхности, обеспечивая равномерное распределение тока в области сбора напряжения. Рекомендуется использовать заостренный электрод, контактирующий с центром торцевой поверхности образца. Давление контакта должно обеспечивать стабильное введение тока во время измерения.

Требования к расположению точек измерения

Расстояние между точкой измерения и соседней точкой ввода тока должно быть не менее максимального поперечного размера образца, а расстояние между точками измерения должно быть не менее 1,5 максимального поперечного размера. Радиус закругления острия или режущей кромки конца сбора напряжения должен быть ≤0,25 мм, а режущая кромка должна быть расположена перпендикулярно продольной оси образца.

Процедура измерения

Выполните 4 измерения с каждой стороны и повторите измерение после поворота образца на 90°. Если разница между отдельными результатами измерений составляет менее 3%, можно использовать один результат измерения; в противном случае следует взять среднее значение в соответствии с требованиями спецификации. Время испытания должно быть достаточно коротким, чтобы избежать изменений сопротивления, вызванных нагревом образца. Для большинства графитовых материалов плотность тока должна поддерживаться ниже 1 А/см².

Сравнительный анализ стандартных технологических усовершенствований

Технические элементы	DIN 51911:1997	DIN 51911:2020 Draft	Значимость улучшения
Метод введения тока	Общее описание	Требования к прозрачному наконечнику электрода	Повышение стабильности контакта
Точность получения напряжения	Основные требования	Подробные геометрические параметры	Снижение погрешности измерения
Характеристики расположения точек измерения	Относительно простой	Количественные требования к расстоянию Обеспечение однородности электрического поля Требования к контролю температуры Широкий диапазон температур в помещении Заданный диапазон 10-35 °C Улучшенная сопоставимость результатов Точность измерений и анализ неопределенности Стандарт определяет точность метода испытаний: 3% неопределенность измерений в условиях повторяемости и 5% неопределенность измерений в условиях воспроизводимости при 95% уровне статистической достоверности. Этот уровень точности соответствует требованиям для характеристики электрических свойств углеродных материалов в промышленных применениях. Анализ источников ошибок Основные источники ошибок включают контактное сопротивление, геометрические погрешности измерений, колебания температуры и неравномерное распределение тока. Стандарт эффективно контролирует эти факторы ошибок с помощью стандартизированных процедур испытаний и требований к оборудованию. Рекомендации по внедрению и примеры применения Ключевые моменты для внедрения в лаборатории При внедрении настоящего стандарта особое внимание следует уделить следующему: 1) Убедитесь, что подготовка образцов соответствует геометрическим требованиям; 2) Откалибруйте все измерительное оборудование и ведите записи; 3) Строго контролировать температуру среды испытаний; 4) Разработать стандартные рабочие процедуры (СОП) и обучить операторов. Примеры промышленного применения При разработке анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов этот стандарт используется для испытания удельного сопротивления материалов с различной степенью графитизации, предоставляя данные для оптимизации конструкции проводящей сети. В ходе систематических испытаний одна из компаний обнаружила, что повышение степени графитизации с 90% до 95% снижает удельное сопротивление с 12,5 мкОм·м до 9,8 мкОм·м, что значительно улучшает показатели емкости аккумулятора. Сравнение с другими стандартами По сравнению с ISO 11713 и DIN IEC 60413, стандарт DIN 51911 больше фокусируется на испытаниях объёмного удельного сопротивления углеродных и графитовых материалов, предоставляет более подробные процедуры испытаний и требования к точности, а также особенно подходит для исследований, разработок и контроля качества высокопроизводительных углеродных материалов. Перспективы разработки стандарта С разработкой новых углеродных материалов, таких как углеродные наноматериалы и графен, будущие стандарты могут потребовать расширения для включения испытаний удельного сопротивления в наномасштабе и испытаний в условиях высоких и низких температур. Рекомендуется учитывать тенденцию к международной координации стандартов для обеспечения глобальной сопоставимости результатов испытаний. Настоящий проект стандарта открыт для общественного обсуждения до 22 июля 2020 года. Соответствующим компаниям и исследовательским учреждениям рекомендуется активно участвовать в предоставлении отзывов и совместно совершенствовать этот важный стандарт испытаний материалов. DIN 51911 E:2020-06 История 2020 DIN 51911:2020-12 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы. 2020 DIN 51911:2020-06 Проект документа - Испытание углеродных материалов - Определение удельного электрического сопротивления вольт-амперным методом - Твердые материалы 2020 DIN 51911:2020 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы. 1997 DIN 51911:1997 Испытание углеродных материалов - Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод - Твердые вещества 0000 DIN 51911:1984 Специальные темы по стандартам и нормам Сопротивление углеродного материала стандарты и спецификации DIN 51911:2020 углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы. DIN 51911:2020-12 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы. DIN 51911:1997 Испытание углеродных материалов - Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод - Твердые вещества DIN EN 61340-2-3:2017-05VDE 0300-2-3:2017-05 Электростатика BS ISO 10143:2019 Отслеживаемые изменения. Углеродистые материалы для производства алюминия. Кокс прокаленный для электродов. Определение удельного электросопротивления гранул IEC 60468:1974 Метод измерения удельного сопротивления металлических материалов DIN EN 61340-2-3:2024-01VDE 0300-2-3 Berichtigung 1:2024-01 Электростатика UNI 4288:1972 Испытания пластмасс. Определение поверхностного и объемного удельного сопротивления GSO IEC 60468:1997 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Удельного сопротивления МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ © 2025. Все права защищены.

Технические элементы

DIN 51911:1997

DIN 51911:2020 Draft

Значимость улучшения

Метод введения тока

Общее описание

Требования к прозрачному наконечнику электрода

Повышение стабильности контакта

Точность получения напряжения

Основные требования

Подробные геометрические параметры

Снижение погрешности измерения

Характеристики расположения точек измерения

Относительно простой

Количественные требования к расстоянию Обеспечение однородности электрического поля Требования к контролю температуры Широкий диапазон температур в помещении Заданный диапазон 10-35 °C Улучшенная сопоставимость результатов Точность измерений и анализ неопределенности Стандарт определяет точность метода испытаний: 3% неопределенность измерений в условиях повторяемости и 5% неопределенность измерений в условиях воспроизводимости при 95% уровне статистической достоверности. Этот уровень точности соответствует требованиям для характеристики электрических свойств углеродных материалов в промышленных применениях. Анализ источников ошибок Основные источники ошибок включают контактное сопротивление, геометрические погрешности измерений, колебания температуры и неравномерное распределение тока. Стандарт эффективно контролирует эти факторы ошибок с помощью стандартизированных процедур испытаний и требований к оборудованию.

Перспективы разработки стандарта

С разработкой новых углеродных материалов, таких как углеродные наноматериалы и графен, будущие стандарты могут потребовать расширения для включения испытаний удельного сопротивления в наномасштабе и испытаний в условиях высоких и низких температур. Рекомендуется учитывать тенденцию к международной координации стандартов для обеспечения глобальной сопоставимости результатов испытаний.

Настоящий проект стандарта открыт для общественного обсуждения до 22 июля 2020 года. Соответствующим компаниям и исследовательским учреждениям рекомендуется активно участвовать в предоставлении отзывов и совместно совершенствовать этот важный стандарт испытаний материалов.

DIN 51911 E:2020-06 История

2020 DIN 51911:2020-12 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы.
2020 DIN 51911:2020-06 Проект документа - Испытание углеродных материалов - Определение удельного электрического сопротивления вольт-амперным методом - Твердые материалы
2020 DIN 51911:2020 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы.
1997 DIN 51911:1997 Испытание углеродных материалов - Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод - Твердые вещества
0000 DIN 51911:1984

Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы.

Специальные темы по стандартам и нормам

Сопротивление углеродного материала

стандарты и спецификации

DIN 51911:2020 углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы. DIN 51911:2020-12 Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы. DIN 51911:1997 Испытание углеродных материалов - Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод - Твердые вещества DIN EN 61340-2-3:2017-05*VDE 0300-2-3:2017-05 Электростатика BS ISO 10143:2019 Отслеживаемые изменения. Углеродистые материалы для производства алюминия. Кокс прокаленный для электродов. Определение удельного электросопротивления гранул IEC 60468:1974 Метод измерения удельного сопротивления металлических материалов DIN EN 61340-2-3:2024-01*VDE 0300-2-3 Berichtigung 1:2024-01 Электростатика UNI 4288:1972 Испытания пластмасс. Определение поверхностного и объемного удельного сопротивления GSO IEC 60468:1997 МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ Удельного сопротивления МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

DIN 51911 E:2020-06Испытания углеродистых материалов. Определение удельного электрического сопротивления методом вольт-амперный метод. Твердые материалы.