導電石墨的導電性比導電炭黑哪個好？
發(fā)布時間：
2021-05-26
導電石墨作為碳的一種形式，具有層狀結(jié)構(gòu)。層內(nèi)三個相鄰碳原子與每個碳原子通過sp2雜化軌道形成三個等距鍵，不參與雜化的spz軌道也有一個與與石墨層方向垂直的孤兒電子，每個碳原子spz軌道的孤立電子相互重疊，形成離域鍵。導致石墨在平行于薄片的方向上具有良好的導電性，因為這些離域電子在整個碳原子平面內(nèi)自由移動。
導電石墨作為碳的一種形式，具有層狀結(jié)構(gòu)。層內(nèi)三個相鄰碳原子與每個碳原子通過sp2雜化軌道形成三個等距鍵，不參與雜化的spz軌道也有一個與與石墨層方向垂直的孤兒電子，每個碳原子spz軌道的孤立電子相互重疊，形成離域鍵。導致石墨在平行于薄片的方向上具有良好的導電性，因為這些離域電子在整個碳原子平面內(nèi)自由移動。
因此，導電石墨其輸運性質(zhì)介于金屬和半導體之間，可以看作二維導體，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。因此導電石墨的二維輸運特性是理論和實驗研究的重點。石墨粉的導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，導電性越好。
導電炭黑是一個統(tǒng)稱，一般是指比普通炭黑、顏料炭黑導電能力更強的特殊炭黑品種。按導電率由低到高分為CF導電炭黑、SCF超級導電炭黑和XCF超級導電炭黑。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，是碳氫化合物不完全燃燒或熱裂解產(chǎn)生的細粉。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的。
所以一般來說，導電石墨的導電性比導電炭黑好。但是在塑料體系中，為什么炭黑加入量少就能比石墨好？這是因為在聚合物體系中，導電因素不僅與導電顆粒在聚合物中的分布有關(guān)，還是添加的導電粉末本身的導電性。相同質(zhì)量的炭黑和石墨在聚合物中占據(jù)較大的體積分數(shù)，由于比重較小，有利于導電網(wǎng)絡(luò)的形成，從而獲得比石墨粉更好的導電效果。但石墨聚集體的導電性比炭黑好得多，在高聚集態(tài)下。這就是為什么好的導電電極材料是用石墨而不是碳黑做的。
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