2.5.5 导电性

导电性是指材料导电的能力。通常用比电阻(又称电阻率或电阻系数,表示电流通过材料时,材料对电流产生阻力大小的一种性质)来表示,材料的比电阻越大,则导电性能越低。

比电阻与温度的关系为:

ρ=AeB/T

式中,ρ为比电阻;T为热力学温度;AB为与材料特性有关的常数。

在常温下,一般耐火材料(含碳耐火材料除外)是电的不良导体。随着温度的升高,电阻减小,导电性增强。耐火材料中的杂质、气孔及所处的气氛,均对其导电性有影响。杂质含量高,电阻率也高,因此,制备电绝缘性好的耐火材料应尽可能选用较纯的原料。耐火材料的比电阻随气孔率的增高而增大,气孔率高,导电性下降。但在高温下,气孔率对电阻的影响会减弱甚至消失。

石墨具有良好的导电性,导电耐火材料主要是指以石墨作为导电物质的含碳耐火材料,主要有:MgO-C质,MgO-CaO-C质,Al2O3-C质等。在含碳耐火材料中,石墨的加入量与粒度均对材料的比电阻有影响。在MgO-C砖中,当石墨的加入量为5%~12%时,随石墨加入量的增大,比电阻急剧下降;而当石墨的加入量为12%~20%时,比电阻降低的幅度较小;选用<0.147mm的石墨更有利于改善其导电性。另外,由于石墨导电性能的各向异性及其分布的定向性造成了MgO-C砖导电性能的各向异性,所以在成型及使用(筑炉)含石墨耐火材料时应注意砖中石墨的方向性。

测量含炭耐火制品的常温比电阻按照中华人民共和国黑色冶金行业标准《含炭耐火制品常温比电阻试验方法》(YB/T 1732000)的试验方法进行,其原理是采用直流双臂电桥直接测出试样电阻,按试样长度和平均截面积计算比电阻。计算公式如下:

式中 ρ——试样的比电阻,Ω·m;

R——试样的电阻,Ω;

A——试样的平均截面积,m2

L——试样的长度,m。