導(dǎo)電石墨的導(dǎo)電性比導(dǎo)電炭黑哪個(gè)好？
發(fā)布時(shí)間：
2021-05-26
導(dǎo)電石墨作為碳的一種形式，具有層狀結(jié)構(gòu)。層內(nèi)三個(gè)相鄰碳原子與每個(gè)碳原子通過sp2雜化軌道形成三個(gè)等距鍵，不參與雜化的spz軌道也有一個(gè)與與石墨層方向垂直的孤兒電子，每個(gè)碳原子spz軌道的孤立電子相互重疊，形成離域鍵。導(dǎo)致石墨在平行于薄片的方向上具有良好的導(dǎo)電性，因?yàn)檫@些離域電子在整個(gè)碳原子平面內(nèi)自由移動(dòng)。
導(dǎo)電石墨作為碳的一種形式，具有層狀結(jié)構(gòu)。層內(nèi)三個(gè)相鄰碳原子與每個(gè)碳原子通過sp2雜化軌道形成三個(gè)等距鍵，不參與雜化的spz軌道也有一個(gè)與與石墨層方向垂直的孤兒電子，每個(gè)碳原子spz軌道的孤立電子相互重疊，形成離域鍵。導(dǎo)致石墨在平行于薄片的方向上具有良好的導(dǎo)電性，因?yàn)檫@些離域電子在整個(gè)碳原子平面內(nèi)自由移動(dòng)。
因此，導(dǎo)電石墨其輸運(yùn)性質(zhì)介于金屬和半導(dǎo)體之間，可以看作二維導(dǎo)體，屬于傳統(tǒng)的半金屬型材料。碳鈉米管成功發(fā)展的關(guān)鍵是導(dǎo)電石墨的二維特性，石墨薄片可以卷成管狀，然后石墨的碳原子卷曲成圓柱體，從而形成徑向尺寸較小的碳納米管。因此導(dǎo)電石墨的二維輸運(yùn)特性是理論和實(shí)驗(yàn)研究的重點(diǎn)。石墨粉的導(dǎo)電性主要取決于純度、石墨化程度、粒度、形貌等因素。一般來說，粉末純度、石墨化度、粒度分布和長徑比越高，導(dǎo)電性越好。
導(dǎo)電炭黑是一個(gè)統(tǒng)稱，一般是指比普通炭黑、顏料炭黑導(dǎo)電能力更強(qiáng)的特殊炭黑品種。按導(dǎo)電率由低到高分為CF導(dǎo)電炭黑、SCF超級導(dǎo)電炭黑和XCF超級導(dǎo)電炭黑。就生產(chǎn)方法而言，可分為乙炔炭黑、重油爐炭黑和重油氣化副產(chǎn)物炭黑三大類。炭黑是無定形碳，是碳?xì)浠衔锊煌耆紵驘崃呀猱a(chǎn)生的細(xì)粉。主要成分是碳，以膠體初級粒子和類似球體的聚集體形式存在，還含有少量的氫、氧、硫、灰、焦油和水。炭黑的結(jié)構(gòu)特性是通過炭黑顆粒聚集成鏈或葡萄的程度來表達(dá)的。
所以一般來說，導(dǎo)電石墨的導(dǎo)電性比導(dǎo)電炭黑好。但是在塑料體系中，為什么炭黑加入量少就能比石墨好？這是因?yàn)樵诰酆衔矬w系中，導(dǎo)電因素不僅與導(dǎo)電顆粒在聚合物中的分布有關(guān)，還是添加的導(dǎo)電粉末本身的導(dǎo)電性。相同質(zhì)量的炭黑和石墨在聚合物中占據(jù)較大的體積分?jǐn)?shù)，由于比重較小，有利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，從而獲得比石墨粉更好的導(dǎo)電效果。但石墨聚集體的導(dǎo)電性比炭黑好得多，在高聚集態(tài)下。這就是為什么好的導(dǎo)電電極材料是用石墨而不是碳黑做的。
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