GBT 1966-2024 多孔陶瓷 显气孔率和体积密度的测定标准立项发展报告

多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DeterminationofApparentPorosityandBulkDensityofPorousCeramics摘要多孔陶瓷作为一种具有优异热学、力学和功能特性的无机非金属材料，在冶金、化工、环保、能源及生物医学等众多领域发挥着不可替代的作用。显气孔率和体积密度作为表征多孔陶瓷材料微观结构与宏观性能的核心参数，直接影响材料的渗透性、强度、热导率及过滤精度等关键使用性能。本报告围绕国家标准GB/T1966-2024《多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定》的立项与修订展开系统论述。报告首先梳理了多孔陶瓷材料的发展背景及其性能表征的重要性，继而回顾了我国在该领域测试方法标准的演进历程，从早期版本到本次修订的技术变化与内容更新。报告重点分析了GB/T1966-2024相较于旧版标准在术语定义、试验原理、测试步骤、计算公式及精密度要求等方面的技术修订内容，阐述了标准修订所依据的国际标准对应关系及国内外最新研究成果，并对主要起草单位——山东工业陶瓷研究设计院有限公司的技术实力与行业贡献进行了详细介绍。最后，报告对该标准的实施意义与应用前景进行了展望，认为该标准的发布实施将为我国多孔陶瓷材料的产品质量控制、技术贸易往来及新材料研发提供更加科学、准确和可靠的测试技术支撑。关键词：多孔陶瓷；显气孔率；体积密度；国家标准；测试方法；阿基米德原理Keywords:PorousCeramics;ApparentPorosity;BulkDensity;NationalStandard;TestMethod;ArchimedesPrinciple1引言多孔陶瓷（PorousCeramics）是指经高温烧成、体内具有大量彼此相通或闭合气孔的无机非金属材料。由于其独特的多孔结构赋予了材料低密度、高比表面积、良好的热稳定性、耐化学腐蚀性以及优异的过滤和吸附性能，多孔陶瓷已被广泛应用于熔融金属过滤、烟气净化、催化剂载体、隔热保温、生物骨修复及燃料电池等领域。近年来，随着新能源、节能环保等战略性新兴产业的快速崛起，多孔陶瓷材料的品种日益丰富，应用场景不断拓展，对其微观结构和性能的精确表征提出了更高的要求。在多孔陶瓷诸多性能参数中，显气孔率（ApparentPorosity）和体积密度（BulkDensity）是最基本也是最重要的两项物理指标。显气孔率指材料中开口气孔的体积占材料总体积的百分比，它直接决定了材料的渗透性和过滤效率；体积密度则反映了材料单位体积的质量，是评估材料轻量化程度和结构设计的关键参数。因此，建立科学、统一、精确的测试方法标准，对于多孔陶瓷材料的质量评价、工艺优化、产品验收及国际贸易中的技术仲裁具有十分重要的意义。GB/T1966《多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定》是我国多孔陶瓷领域一项基础性测试方法标准，自制定以来历经多次修订。2024年7月24日，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）正式发布了新版标准GB/T1966-2024，并将于2025年2月1日起实施。本报告对该标准的立项背景、技术内容修订及其行业发展意义进行全面系统的阐述。2标准立项背景与修订历程2.1多孔陶瓷行业发展的迫切需求随着现代工业技术的飞速发展，多孔陶瓷材料的应用领域已经从传统的冶金过滤、化工填料逐步拓展至半导体制造用精密陶瓷部件、氢能源电池用多孔电极、汽车尾气净化用蜂窝陶瓷载体、污水处理用陶瓷膜等高端领域。不同应用场景对多孔陶瓷的气孔率要求跨度很大，从数个百分点到百分之九十以上不等；气孔的形態也从简单的开口气孔扩展到具有梯度结构的复杂气孔体系。在这种背景下，原有的测试方法标准在某些技术细节上已难以完全满足新型材料和新工艺的测试需求，亟需通过修订以提升标准的适用性和先进性。2.2标准的历次修订沿革GB/T1966标准自首次发布以来，经历了多次修订和完善。-1980年首次发布：标准号为GB/T1966-1980《多孔陶瓷显气孔率、体积密度、容重试验方法》，作为我国多孔陶瓷领域最早的基础测试方法标准之一，为行业质量检验提供了统一的技术依据。-1996年第一次修订：标准号更新为GB/T1966-1996《多孔陶瓷显气孔率和体积密度试验方法》。该版本在试验条件控制、试样制备要求等方面进行了细化，增强了标准的可操作性。-2024年第二次修订：即本次发布的GB/T1966-2024《多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定》。此次修订在术语定义、仪器设备精度要求、试验步骤以及结果计算等方面均进行了系统性的技术更新，标志着我国多孔陶瓷测试方法标准迈上一个新的台阶。2.3标准修订的必要性分析本次标准修订的必要性主要体现在以下几个方面：第一，与国际标准接轨的需求。随着全球经济一体化进程的加快，我国多孔陶瓷产品的出口贸易持续增长，而国内标准与国际标准（如ISO18754《精细陶瓷（高级陶瓷、高技术陶瓷）——显气孔率和体积密度的测定》）在部分技术条款上存在差异，影响了测试结果的国际互认，需要参照国际先进标准进行协调修订。第二，规范市场交易的技术保障需求。多孔陶瓷材料在高端应用领域的单价较高，显气孔率和体积密度作为产品验收的关键技术指标，直接关系到供需双方的技术判定和贸易结算。精确统一的测试方法有助于维护公平有序的市场环境。第三，新材料发展带来的新需求。近年来，大尺寸多孔陶瓷部件、高气孔率泡沫陶瓷以及复合材料多孔体等新型产品不断涌现，对测试方法的适用范围和操作细节提出了更细化的技术要求。3标准主要内容与技术分析3.1标准适用范围GB/T1966-2024规定了多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定方法，适用于多孔陶瓷材料及制品中开口气孔率（显气孔率）和体积密度的测定。标准内容涵盖了方法原理、试验设备、试样制备、试验步骤、结果计算及精密度要求等完整测试流程，为各相关行业提供了统一规范的检验依据。3.2方法原理本标准的测定方法基于阿基米德原理，即利用流体静力学称量原理来测定材料的体积和相关密度参数。其基本思想是：通过分别称量试样在干燥状态、饱和状态下以及悬浮于液体中的质量，利用浮力原理计算试样的体积，进而求得显气孔率和体积密度。具体而言，将干燥试样浸没在液体介质中，使液体充分渗透并填充试样中的开口气孔，称量饱和试样在空气中的质量以及饱和试样悬浮在液体中的质量。根据干燥试样质量、饱和试样质量和悬浮质量三者之间的质量关系，利用以下公式计算各项指标：-显气孔率（Pa）：开口气孔体积与试样总体积之比，以百分数表示。计算公式为：Pa=(m₂-m₁)/(m₂-m₃)×100%，其中m₁为干燥试样质量，m₂为饱和试样在空气中的质量，m₃为饱和试样在液体中的悬浮质量。-体积密度（ρb）：干燥试样质量与试样总体积之比。计算公式为：ρb=m₁×ρₗ/(m₂-m₃)，其中ρₗ为试验温度下浸渍液体的密度。3.3主要技术修订内容相较于1996年版标准，GB/T1966-2024在以下关键技术内容上进行了重要修订：（2）试验设备的精度要求提升。对天平的精密度要求进行了细化，规定了不同质量范围试样的天平感量要求；对电热干燥箱的温度控制精度、浸渍容器的规格要求等均进行了明确的规定，以确保试验条件的可控性和测试结果的准确性。（3）试样制备要求的细化。针对不同形状和尺寸的多孔陶瓷制品，分类规定了试样切取的位置、方向、形状和尺寸要求。对于体积较大或形状复杂的制品，新增了关于试样代表性和均匀性的选取指引，以保证测试结果能够真实反映整批材料或制品的性能水平。（4）试验步骤的优化与明确。在试样清洗、干燥、冷却、称量等操作步骤上进行了更加详细的规定，对真空浸渍和煮沸浸渍两种饱和方法的适用条件和操作参数进行了明确区分，增加了对特殊材料（如遇水易散、与水发生反应的材料）的替代浸渍液体选择指引。（5）结果计算的规范性增强。对各项参数的计算公式进行了统一规范，明确了数值修约规则和有效数字保留位数，增加了对试验结果异常值的判定和处理原则，提高了测试数据的可比性和可靠性。（6）精密度的补充。新增了精密度条款，规定了重复性条件下和再现性条件下的允许差范围，为实验室间比对和试验结果的质量评价提供了量化依据。3.4与相关标准的协调一致性GB/T1966-2024在技术内容上注重与我国多孔陶瓷标准体系内其他相关标准的协调配套。目前，我国已建立了较为完善的多孔陶瓷标准体系，相关标准包括：-GB/T1964-1996《多孔陶瓷压缩强度试验方法》-GB/T1965-1996《多孔陶瓷弯曲强度试验方法》-GB/T1967-1996《多孔陶瓷孔性试验方法》-GB/T1968-1996《多孔陶瓷透气度试验方法》-GB/T1969-1996《多孔陶瓷耐急冷急热性试验方法》-GB/T1970-1996《多孔陶瓷耐酸、碱腐蚀性试验方法》GB/T1966-2024作为其中基础性的物理性能测试方法标准，与上述标准共同构成了多孔陶瓷材料性能测试的完整方法体系，为多孔陶瓷产品的质量评价和等级判定提供了系统的技术支撑。4主要起草单位介绍4.1山东工业陶瓷研究设计院有限公司GB/T1966-2024的主要起草单位为山东工业陶瓷研究设计院有限公司（以下简称"山东工陶院"），该院是我国专门从事工业陶瓷研究开发的专业科研机构，在陶瓷新材料、功能陶瓷、多孔陶瓷及陶瓷膜等领域拥有深厚的技术积累和丰富的标准化工作经验。发展历程方面，山东工陶院成立于1971年，经过半个多世纪的发展，已成为集科研开发、成果转化、标准制定、质量检测和产业化于一体的综合性陶瓷科研院所。该院在先进陶瓷领域承担了大量国家科技攻关项目、"863"计划项目及国家重点研发计划项目，取得了一大批具有国际先进水平的科研成果。标准化工作方面，山东工陶院是全国工业陶瓷标准化技术委员会（SAC/TC194）的挂靠单位，长期负责我国工业陶瓷领域国家标准和行业标准的制修订管理工作。该院主持或参与制定了一百余项国家标准和行业标准，涵盖先进陶瓷材料的基础通用标准、产品标准、方法标准等各个层次，为我国工业陶瓷标准体系的建立和完善做出了重要贡献。技术平台与实验条件方面，山东工陶院建设有国家工业陶瓷工程技术研究中心、先进陶瓷及陶瓷基复合材料等多个省部级重点实验室和中试基地，配备了包括高精度电子天平、万能材料试验机、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、压汞仪等在内的大批先进测试分析设备，具备开展多孔陶瓷材料结构表征与性能测试的完备实验条件。人才队伍方面，山东工陶院拥有一支高素质的科研和标准化人才队伍，其中多人担任全国专业标准化技术委员会委员或分技术委员会主任委员、秘书长等职务，在标准化理论研究和实践应用方面具有丰富的经验。在此次标准修订过程中，山东工陶院充分发挥了其作为归口管理单位和主要起草单位的双重优势，组织行业专家对标准的技术内容进行了反复讨论和验证，确保了标准修订质量和技术水平。5标准实施的意义5.1提升产品质量控制水平GB/T1966-2024的实施为多孔陶瓷生产企业提供了更加科学、精确的产品质量检验手段。标准中精密度的量化要求有助于企业发现和改进生产工艺中的不稳定因素，促进产品质量的持续稳定和提升。5.2促进国际贸易与技术交流新版标准在技术内容上与国际标准ISO18754的协调程度进一步提高，有利于减少因测试方法差异导致的贸易纠纷。当我国多孔陶瓷产品出口时，采用与国际接轨的测试标准所得出的性能数据更易获得国外客户和检测机构的认可，有助于消除技术性贸易壁垒，增强我国产品的国际竞争力。5.3支撑新材料研发与产业升级随着多孔陶瓷材料向高性能化、多功能化和结构功能一体化方向发展，准确表征材料的孔结构参数成为新材料研发过程中不可或缺的环节。本标准的实施为科研机构和企业研发人员提供了统一的测试工具和数据口径，有助于加速新材料的研发和产业化进程。6结论与展望GB/T1966-2024《多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定》的发布实施，是我国多孔陶瓷标准化工作的一项重要成果。该标准在继承原有技术框架的基础上，充分吸收借鉴了国际标准和国内外最新研究成果，在术语定义、设备精度、试验步骤、结果计算和精密度要求等方面进行了系统性的修订和完善，标准的科学性、先进性和可操作性均得到了显著提升。展望未来，随着多孔陶瓷材料在能源、环保、生物医学等战略性新兴领域的应用不断深化，对材料微观结构表征的需求将持续增长。建议在以下方面持续推动标准化工作：一是进一步完善多孔陶瓷标准体系，加强孔结构表征系列标准（如孔径分布、气孔形貌等测试方法）的制修订工作；二是加强与国际标准化组织ISO/TC206（精细陶瓷技术委员会）的交流与合作，推动我国在多孔陶瓷国际标准制定中发挥更大作用；三是加大标准宣贯培训力度，促进新标准在行业内得到广泛而有效的应用。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T1966-2024多孔陶瓷显气孔率和体积密度的测定[S].北京:中国标准出版社,2024.[2]国家技术监督局.GB/T1966-1996多孔陶瓷显气孔率和