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温度导热性与导电性

作者:admin 发布日期: 2019-08-29 二维码分享

温度传导性与导电性

温度传导性是材料在加热或者冷却过程中,各温度倾向一致的能力,即温度的传递速度。
温度传导率用热扩散率(也称导温系数)来表示:
ɑ=λ/(pcp)
式中 ɑ=热扩散率,m2/s;
λ=热导率,W/(m*K);
P=体积密度,kg/m3;
Cp=等压质量热容,J/(kg*K)
耐火材料的ɑ值越高,则在同样的外部加热或冷却条件下,材料内部温度的传播速度越高,各处的温差也就越小,因此它决定材料急冷急热时内部温度梯度的大小。
材料的热扩散率是分析和计算不稳定传热过程的重要参数,间歇式窑炉墙体温度分布和蓄热量的计算等都要用到热扩散率。
材料的热扩散率与其导热性和体积密度有关。现行的耐火材料国家标准中还没有测定热扩散率的试验方法。
导电性是指材料导电的能力。通常用电阻率(又称电阻或电阻系数,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,材料的电阻率越大,则导电性能越低。电阻率与温度的关系为:
p=AeB/T
式中p=电阻率;
T=绝对温度;
A、B=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。耐火材料的电阻率随气孔率的增大而增大,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电阻率有影响。在Mgo-C砖中,当石墨的加入量在5%-12%之间时,随石墨加入量的增大,电阻率急速下降;而当石墨的加入量在12%-20%之间时,电阻率降低的幅度较小;选用小于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。
测量含碳耐火制品的常温电阻率按照中国黑色冶金行业标准YB/T173-2000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电阻率。计算公式如下:
P=R*A/L
式中 P=试样的电阻率,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。

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