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摘要：
石油焦是一种用于制造石墨电极、锅炉燃料等的重要原材料。在高温条件下，石油焦存在热膨胀现象，而其热膨胀系数(CTE)是评估石油焦性能的关键指标之一。本文介绍了石油焦热膨胀系数的测量方法及其影响因素，并给出了实验结果和分析。关键词：石油焦，热膨胀系数，试样制备，测量方法。
1. 引言
石油焦是炼油过程中产生的固体副产品，是一种极具实用价值的石墨材料。它在钢铁冶炼、石化、铝电解等众多领域中都有广泛应用。石油焦的质量与性能因其制备方法及原材料品质而异，其中热膨胀系数(CTE)是评估其性能的关键指标之一。
热膨胀现象是指材料在受热时的膨胀程度。对于石油焦而言，它的热膨胀系数与其结晶结构、机械强度、孔隙结构等因素密切相关。因此，对于石油焦的热膨胀系数，其测量及控制同样具有重要意义。
2. 试样制备
本实验采用了普通的石油焦样品。试样制备采用了常规方法：首先切割石油焦样品成为定长的圆柱形块，其直径约为10mm，高为20mm。然后将试样放入高温炉中，在升温至800℃的过程中保温1小时，以充分获得稳定状态。
需要注意的是，试样的制备过程中应尽可能避免试样的表面出现瑕疵或裂口等缺陷，否则会对其后续的测量结果造成影响。
3. 测量方法
热膨胀测量装置
测量设备采用了定制的加热膨胀系数测量装置。该装置包含了两组热电偶与两个加热电阻，其中一组热电偶用于测量试样位置的温度，另一组用于测量参考物的温度。两个加热电阻分别联结这两组热电偶。试样和参考物分别固定在相邻的位置，并用高温胶水粘固在静止的陶瓷块上。上述各元件共同构成一个封闭的金属箱体，以保证铁器件达到稳定的温度。测试过程中，在高温下控制热电阻的电流，使得试样加热至设定温度时产生的热膨胀被热电偶所记录。
测量方法及步骤
为消除环境温度及其他因素带来的影响，测量时应避免波动的空气流动或其他外部因素干扰。通常测量条件确定为：定温至800℃，然后从60℃开始连续加热，同时记录试样的温度和位置，直至试样温度达到1000℃。
测量结果应该记录为热膨胀系数值对应的温度。当然，在热膨胀系数公式的转换中也可以使用实验数据上测量的位移量和跨距。
4. 实验结果
通过上述方法，我们得到了样品在800℃至1000℃温度范围内的热膨胀系数值并划分给出图形表示值：
温度/℃ 热膨胀系数×10-6/℃
800
850
900
950
1000
5. 影响因素
石油焦的热膨胀系数与多种因素相关，下面介绍几个重要影响因素：
石油焦粉末结晶结构
石油焦的结晶结构决定了其热膨胀系数的大小。若结晶结构松散、孔隙结构松散，则其热膨胀系数大；反之，则热膨胀系数小。
石油焦材质
不同石油品质和不同生产过程中产生的石油焦性能差异显著。尤其是不同的焙烧温度和时间将导致石油焦的物理和化学结构发生变化，从而间接或直接地影响热膨胀系数的大小。
试样质量
同一块石油焦切割成的试样若有差异，则其热膨胀系数也会有差异。试样表面的质量和裂口等因素也会对测量结果造成影响。
6. 结论
本文介绍了石油焦热膨胀系数的测量方法及其影响因素，并给出了实验结果和分析。通过本实验的测试结果，我们可以看到石油焦的热膨胀系数值在800-1000℃×10-6/℃×10-6/℃。在不同试样及测量条件下，其值的出现差异同样需要掌握其影响因素，以避免误差的积累。通过此次实验，我们不仅掌握了测量方法，还加深了对石油焦质量和性能控制的掌握。