在冶金、玻璃、建材等高溫工業(yè)領(lǐng)域，耐火材料作為熱工設(shè)備的核心內(nèi)襯材料，其性能直接決定設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性、能耗水平與使用壽命。除耐高溫性、抗侵蝕性等傳統(tǒng)關(guān)鍵性能外，電阻率作為表征耐火材料導(dǎo)電特性的核心參數(shù)，在電熔窯爐等依賴電熱轉(zhuǎn)換的設(shè)備中具有不可替代的技術(shù)價(jià)值。

什么是電阻率

電阻率 (Resistivity) 是用來(lái)表示各種物質(zhì)電阻特性的物理量，是衡量材料抵抗電流流過(guò)的能力的指標(biāo)。它是材料的固有特性，描述了每單位長(zhǎng)度、面積或體積對(duì)電流流動(dòng)的阻力。電阻率用希臘字母 (ρ)表示，單位為歐姆米(Ωm)。它不僅與物質(zhì)的種類有關(guān)，還受溫度、壓力和磁場(chǎng)等外界因素影響。電阻率是材料的一種基本特性。如果在一塊具有統(tǒng)一剖面的均質(zhì)材料上施加電壓和測(cè)量電流，就能通過(guò)公式R = U/I 確定電阻值。如果已知樣品的剖面面積和長(zhǎng)度，就能根據(jù)電阻測(cè)試結(jié)果計(jì)算相關(guān)材料的電阻率特性。與“電阻”的區(qū)別：盡管電阻率與電阻名稱相近，但它們是截然不同的概念。電阻率反映的是物質(zhì)本身對(duì)電流阻礙作用的固有屬性，是材料的本質(zhì)特征；而電阻體現(xiàn)的是物體對(duì)電流阻礙作用的外在表現(xiàn)，不僅與材料的電阻率相關(guān)，還取決于物體的幾何形狀、尺寸等因素。

電阻率的計(jì)算

由電阻公式 R=ρL/S 可以推導(dǎo)出電阻率的計(jì)算公式為 ρ = RS/L ，其中 R 表示電阻值，L表示電阻長(zhǎng)度，S表示電阻的橫截面積。電阻率的國(guó)際制單位是歐姆·米，寫作 Ω·m ，表示橫截面積為1m2、長(zhǎng)度為1m的電阻的電阻率。常用的單位還包括 歐姆·厘米，符號(hào)：Ω·cm；歐姆·毫米，符號(hào)：Ω·mm。

電阻率的分類

電阻率一般可以分為兩類，即體積電阻率與表面電阻率。體積電阻率是指材料單位體積內(nèi)對(duì)電流通過(guò)的阻力大小，它主要與物質(zhì)成分、溫度和材料狀態(tài)等因素密切相關(guān)，數(shù)值越小表示材料導(dǎo)電性能越好。我們通常所說(shuō)的電阻率即為體積電阻率。表面電阻率是指材料單位面積內(nèi)對(duì)電流通過(guò)的阻力大小，它是衡量材料表面導(dǎo)電性能的重要參數(shù)之一，主要與材料表面的接觸條件、干凈程度、形態(tài)結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)，數(shù)值越小表示材料表面導(dǎo)電性能越好。表面電阻率一般用于評(píng)價(jià)薄膜材料的性能。

電阻率測(cè)試方法

1、兩探針?lè)▋商结樂(lè)ㄓ址Q歐姆表法，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電阻率測(cè)量方法。如下圖所示，兩個(gè)探針與恒流源和電壓表連接。由恒流源輸出一個(gè)恒定電流，電壓表測(cè)量?jī)蓚€(gè)探針間的電壓，然后由歐姆定律得出電阻值。兩探針?lè)ǘ嘤糜诖箅娮韬途纫蟛桓叩那闆r，其原因在于導(dǎo)線、探針以及探針與樣品的接觸電阻等附加電阻通常在歐姆量級(jí)，對(duì)于大電阻測(cè)量來(lái)說(shuō)附加電阻相對(duì)較小，對(duì)最終的結(jié)果影響有限。然而對(duì)于小電阻而言，附加電阻與被測(cè)樣品阻值接近甚至高于被測(cè)樣品阻值，因此其附加電阻會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的測(cè)量誤差。

2、四探針?lè)ㄡ槍?duì)兩探針?lè)椒ǖ姆N種不足，開(kāi)爾文男爵發(fā)展了四探針技術(shù)。其工作原理如下圖所示，通常四個(gè)探針沿一條直線等間距排列，外側(cè)兩個(gè)探針（探針 1 和 4）傳輸電流，內(nèi)側(cè)兩個(gè)探針測(cè)量電壓。恒流源輸出電流 I 到探針 1，電流流經(jīng)樣品后經(jīng)探針4 流出形成電流回路。探針 2 和 3 連接電壓表，測(cè)量探針兩端的電壓，形成電壓回路。電流和電壓測(cè)量不共用探針，而是由各自的一對(duì)探針形成回路。根據(jù)歐姆定律可得到樣品的電阻值。電壓表的內(nèi)阻通常在 109 ? 以上，因此流過(guò)電壓探針 2 和 3 的電流接近零，因此探針 2 和 3 自身電阻產(chǎn)生的電壓降也接近零，可以忽略。這樣就規(guī)避了導(dǎo)線電阻、探針電阻以及探針與材料的接觸電阻的影響，因此四探針?lè)椒ū葍商结樂(lè)y(cè)量精度更高，適用范圍更廣。

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

1、GB/T 24525-2009 《炭素材料電阻率測(cè)定方法》本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了炭素材料電阻率測(cè)定的原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟、允許誤差等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于炭制品和石墨制品的電阻率測(cè)試。2、YS/T 63.2-2023 《鋁用炭素材料檢測(cè)方法  第2部分：室溫電阻率的測(cè)定》本文件規(guī)定了鋁用炭素材料室溫電阻率的測(cè)定。本文件適用于測(cè)定鋁用炭素材料的室溫電阻率，炭板、炭磚及其他炭素材料也可參照?qǐng)?zhí)行。