[发明专利]不规则小截面铜棒材电阻率测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料电阻率测量方法，特别是一种不规则小截面铜棒材电阻率测量方法。

背景技术

金属材料电阻率是决定其电导通性能的重要指标，随着电器行业对导电母线材料电导通性要求的提高，尤其是核电企业更是要求铜材产品的电阻率更高(不大于1.724×10^—8Ω.m)，这就对原材料的电阻率测量精度提出了很高的要求。目前，很多企业一般都采用导电率仪测量金属材料的导电率再换算成电阻率，这种测试方法要求金属表面有一定的面积与探头接触，而对于截面积较小、沿长度方向外表面又不规则的金属材料测试时，就不能获得准确的数据。

此外，当前多数导电母线采用的是将小截面铜棒材连续挤压成形后，再制成导电母线，为了保证母线产品的性能，就需要对连续挤压前的铜棒材进行电阻率测量。由于连续挤压前的铜棒材是采用上引法制成，多数直径≤25mm，不但截面积较小，而且在步进上引成形过程中，节距的过渡现象造成铜棒材外表面不光滑，对应的截面存在微观差异，所以，使用导电率仪不能准确测量出电阻率。因此，解决不规则小截面铜棒材的电阻率测量问题是非常必要的。

发明内容

本发明针对现有问题，提出了一种方便准确的不规则小截面铜棒材电阻率测量方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种不规则小截面铜棒材电阻率测量方法，主要包括如下步骤：

步骤一、通过游标卡尺测得试样的标距长度L，利用电桥测量得出被测试样的标距电阻R；

步骤二、分别用游标卡尺和精密电子天平进行测量，得出试样的长度l和质量m；

步骤三、根据阿基米德定律测量试样的密度ρ_试样；

步骤四、将步骤二、三测出的试样的长度l、质量m以及密度ρ_试样代入截面积计算公式即可得出试样的截面面积A；将步骤一测出的试样的标距长度L、标距电阻R和计算出的试样截面面积A，代入公式R＝ρ^试样L/A，即可计算出试样的电阻率ρ。

基上所述，步骤三中试样的密度d的具体测量方法为：取与试样相同的试件，用精密电子天平在空气中测其质量m₁，然后将其没入水中测其质量m₂，根据公式G₁＝m₁g＝ρ_试件V_试件g，G₁-G₂＝(m₁-m₂)g＝ρ_水V_排g，得到其中，ρ_水为纯净水的密度，ρ_水＝1，将测得的数据代入公式(1)即可得到试样密度ρ_试样。

基上所述，为了减小测量误差，制作多个试样测定密度，取其算术平均值作为被测试件的密度。

本发明的有益效果是：1)本发明提供的电阻率测量方法能够准确计算出不规则小截面金属材料的电阻率。通过实际应用，该方法测得的不规则小截面铜棒材电阻率数据，与挤压加工后的铜材产品使用导电率仪测得的数据吻合，并且与需货方的检测结果一致，满足了客户的要求；2)采用该方法，还可以对不同导电率的原材料提前分类，按性能要求加工相对应的产品，避免性能不合格的产品生产。

具体实施方式

本发明的构思如下：

依据电阻定律R＝ρL/A，计算上引铜棒材电阻率ρ需要三个参数：被测试样的标距长度L、标距电阻R及截面积A。其中标距长度可以用游标卡尺测得，标距电阻利用电桥测量得出，关键问题是确定截面积。上引铜杆的截面从微观上看是不规则的圆内接多边形，如果通过测量试样直径用圆面积公式πr²代入计算无疑会引入较大误差，无法保证电阻率的测量精度。

为了得到比较精确的截面面积，采用通过测量试样长度、质量及密度的方法得到精确的截面面积，其中试样长度和质量分别用游标卡尺和精密电子天平进行测量，密度则通过以下方法获得：取与试样同批(次)的试件制作成规则的几何体，用精密电子天平分别在空气和水中称重测定其密度，为了尽可能减小测量误差，可以制作多个试样测定密度，取其算术平均值作为被测试件的密度。

将以上所述得到的试件长度、质量及密度代入公式即可得出试样的截面面积。

将试样的标距长度、标距电阻及上式得到的截面积A代入公式R＝ρL/A即可计算出试样的电阻率。

根据上述构思，本发明的具体步骤如下：