【儀表網 儀表標準】根據國家市場監督管理總局計量司國家計量技術規范制修訂計劃安排,全國新材料與納米計量技術委員會已完成了《材料熱膨脹儀校準規范》國家計量技術規范的征求意見稿。為了使國家計量技術規范能廣泛適用和更具可操作性,特向全國有關單位征求意見。
近年來隨著工業的發展,材料熱膨脹系數對產品質量的影響越來越大,因而越來越被重視,促使材料熱膨脹儀的生產單位和應用企業越來越多,如何保證材料熱膨脹儀的量值統一和數據準確可靠,統一材料熱膨脹儀校準方法,實現對材料熱膨脹儀進行定期校準的有據可依就變得很重要了。
熱膨脹系數應用領域非常廣泛。在核電工業領域,反應堆材料在工作時由于溫度升高,燃料棒和控制棒都會隨溫度變化產生長度變化,如何控制棒體伸縮量從而控制反應堆功率,棒體材料本身的熱膨脹系數就至關重要了。
在航空領域,鋁的應用是非常廣泛的,作為地球上儲量最豐富的一種金屬,鋁合金因其良好的剛性、韌性和耐溫性能,被廣泛應用于飛機制造領域,但鋁合金膨脹系數相對較大,飛機在萬米高空飛行時機外溫度達-50℃,在地面停機狀態下機表溫度又最高可達40℃,較大的溫差會使飛機機翼和機身發生膨脹,如何精確控制金屬膨脹對飛機結構強度乃至整機質量的影響,以及金屬膨脹對飛機各部分控制性能的影響,精確獲得機身鋁合金材料的熱膨脹系數,減小材料膨脹對機體的影響,從而提高飛行安全,保證旅客生命安全就很重要了。
在航天領域,氣象衛星以及偵察衛星的大口徑鏡片,在宇宙空間工作時,本身也會受太陽熱輻射的影響,鏡片及鏡體結構隨溫度變化,產生熱脹冷縮效應,這些變化會影響到光學系統焦距的變化,最終導致成像不清晰,獲得相應材料的熱膨脹系數,通過補償計算及焦距控制,保證成像清晰,可避免國防及科研領域大的損失。
同樣在光刻機領域,為了精確控制光學系統對納米級工藝的硅片加工質量,生產出功耗更低、密集度更高的芯片,就需要獲得材料熱膨脹系數進行輔助計算,輔助控制。
目前國內材料熱膨脹儀測量的溫區范圍可覆蓋(-180~2400)℃。測量方法有激光干涉法,頂桿法,光學影像法等。測量原理都是通過精確控溫,及精確采集被測樣品溫度及樣品長度變化量,通過計算得到材料的熱膨脹系數。
本校準規范的制定將為我國材料熱膨脹儀的量值統一提供方法保證,確保熱膨脹系數測量結果準確、有效、可靠、互認,為在全國范圍內建立材料熱膨脹系數的量傳溯源體系提供依據,為航空航天,芯片制造,核能源安全,醫藥生產中材料的正確使用提供技術支持。
本規范依據JJF1001-2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》、JJF1071-2010《國家計量校準規范編寫規則》編制。
本規范參考ASTM E228 《基于頂桿法熱膨脹儀的固體材料熱膨脹系數標準測試方法(Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Solid Materials With a Push- Rod Dilatometer)》和GB/T 4339-2008《金屬材料熱膨脹特征參數的測定》編制而成,僅適用于被測對象為固體材料的熱膨脹儀的校準。
依據JJF1071-2010《國家計量校準規范編寫規則》,本規范內容包括:范圍、引用文件、概述、計量特性、校準條件、校準項目和校準方法、校準結果表達、復校時間間隔以及附錄等內容。
校準環境條件:
1.環境溫度:(20±5)℃。2.相對濕度:不大于80%。3.儀器周圍不得有明顯冷熱源影響。4.儀器周圍不應有明顯震動;如有,振動不應超過2Hz。
標準器的要求:
1.為保證量值統一需要,標準器應經過國家級法定計量技術機構校準。2.標準器的長度:為或,最大長度允差不超過。3.標準器的測量端面的平行度不超過。4.如有其他特殊長度要求,可在參考本規范的前提下,相關各方另行商定。
復校時間間隔:
建議復校時間間隔不超過12個月。由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸多因素所決定的,因此送校單位根據實際使用情況自主決定復校時間間隔。
本規范為首次發布。本規范適用于被測對象為固體材料的熱膨脹儀的校準。
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