浅谈影响煅后石油焦粉末电阻率的因素

关键词：粉末电阻率 粉末粒度 施加压力 电流强度

一、概要

粉末电阻率，或称粉末电阻系数，也称为比电阻。原料粉末电阻的大小，它是影响制品（或炭石墨材料）的电气性能的重要因素之一。测量粉末的电阻系数，可以研究炭素原料的煅烧质量、表面性质、杂质含量及粉末的微观性质。

生产阳极主要有两种原料，一种是石油焦，一种是沥青。

一般石油焦的用量要占到整个阳极原材料的55%-65%左右（15%-30%的是回收残极和15%的改质沥青），是炭阳极的骨架，导电的主要部分，对阳极的质量起着至关重要的作用。如果石油焦的电阻率高，那么，整个阳极的电阻率很难达到生产要求，不能保证产品质量。因此，各个炭素厂都会对煅后焦的电阻率有严格的规定。为了保证质量的稳定，要求电阻率在一定的范围内，过高、过低生产过程中都会作相应的调整，过高不符合质量要求，过低增加成本，对炉子的寿命也会有影响。

沥青在生产阳极的过程中主要是起粘结剂的作用。沥青焦化主要在焙烧工序，石油焦的变化主要在煅烧工序。确保阳极质量的稳定和成品率，要求石油焦煅烧温度变化必须高于阳极炭块焙烧温度。在煅烧阶段除去所有的可挥发物质，让石油焦充分收缩，使结构更加致密，不会在焙烧阶段进行二次挥发和收缩，在原材料相同的情况下，电阻率可以作为判定煅烧效果的指标之一。

二、实验部分

1.粉末电阻率的测定原理

煅后焦粉末电阻率的测定是用来衡量石油焦煅烧程度的一项指标。

煅后石油焦是由各种石油焦颗粒组成，不但颗粒的大小不同，而且颗粒间的密度也不同。因此，同样温度煅烧出来，它们之间的电阻率也会完全相同。直接测定石油焦的电阻率相对复杂。为了更好地测定整批煅后焦的电阻率水平，炭素系统引入了粉末电阻率这个概念。

石油焦的微晶结构随着温度的升高逐渐趋于整齐，材料的电阻率是随着温度的升高而下降的。因此，可以用电阻率测定石油焦在回转窑中的煅烧程度。煅烧后石油焦的电阻率决定着阳极炭块的电阻率，只有低电阻率的煅后焦指标才能生产出低电阻率的阳极炭块。

测定粉末电阻率是将煅后焦试样制备成一定的粒级，置入一个圆柱形的试样筒中，该筒上下部有两个电极片，在试样两端施加一定的压力，确保试样与电极片接触良好，并通上直流电流，测出颗粒柱的电压降和颗粒的高度，计算整个试样筒中的平均电阻率值。

2.粉末电阻率的测定方法

2.1 试样

称取4.5g试样。

2.2 测定次数

独立地进行五次测定，取其平均值。

2.3 测定

在试样筒中加入试样。将带活塞的试样筒置于试样机内，然后施加百分表读数3.52mm所对应的压力。装好长度测量装置，测量样品长度h。连好电线并接通电源，调整稳压电源电流，使通过试料的电流为2A，然后测定试样电压降。测定五次以上，每次使用新的粉末试样进行测试。

三、结果与讨论

1.煅后石油焦粒度的影响

2.压力大小的影响

3.电流大小的影响

固定煅后石油焦粒度（0.38mm-0.25mm）、压力百分表读数3.52mm，采用电流2A、3A、4A、5A的煅后石油焦各4.5g，分别测定粉末电阻率。实验结果见表 4、图3。

结果表明，煅后石油焦粒度、施加压力不变的前提下，通过电流越大，粉末电阻率越大，并成正比关系。标准选用电流为2A。

四、结论

影响煅后石油焦粉末电阻率的因素主要有粒度、施加的压力、通过的电流，因此，必须按照严格的国标要求操作。粉末电阻率的最佳试验条件：粒级在0.38mm-0.25mm之间，百分表读数3.52mm所对应的压力，电流在2A。否则，实验结果没有可比性。