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石墨作為碳的形態(tài)之一，為層型結(jié)構(gòu)，層中每個(gè)碳原子以sp2雜化軌道與三個(gè)相鄰的碳原子形成三個(gè)等距離的鍵，未參與雜化的spz軌道還有一個(gè)孤電子，與石墨層的方向垂直，每個(gè)碳原子的spz軌道的孤電子相互重疊，形成離域π鍵，這些離域電子在整個(gè)碳原子平面內(nèi)自由移動(dòng)，導(dǎo)致了石墨在平行于片層地方向上有良好的導(dǎo)電性，而層與層之間以范德華力相結(jié)合，呈高電阻。
因此，石墨可被看成二維導(dǎo)體，其輸運(yùn)性質(zhì)介于金屬與半導(dǎo)體之間，屬傳統(tǒng)的半金屬類(lèi)型材料。石墨的二維特性是碳納米管得以研制成功的關(guān)鍵，石墨薄片能卷成管，進(jìn)而石墨的碳原子層卷曲成圓柱狀，就形成徑向尺寸很小的碳納米管。所以石墨的二維輸運(yùn)特性是理論與實(shí)驗(yàn)研究的熱點(diǎn)。下面東凱石墨小編與您分享導(dǎo)電炭黑與導(dǎo)電石墨從成分生分析，有哪些不同點(diǎn)：
導(dǎo)電石墨
石墨粉的導(dǎo)電性主要取決于純度，石墨化度以及粉體顆粒大小、形態(tài)等因素。一般來(lái)講，粉體純度越高、石墨化度越高、粒徑分布越寬、長(zhǎng)徑比越高，則導(dǎo)電性越好。
導(dǎo)電碳黑是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，它泛指導(dǎo)電能力強(qiáng)于普通炭黑、色素炭黑的特殊炭黑品種。根據(jù)導(dǎo)電能力大小，從低到高以此可分為CF導(dǎo)電碳黑，SCF超導(dǎo)電碳黑，XCF特導(dǎo)電碳黑。從生產(chǎn)方法來(lái)講，可以分成乙炔炭黑，重油爐法炭黑，重油造氣副產(chǎn)炭黑三大類(lèi)碳黑屬于無(wú)定形碳，是由烴類(lèi)化合物經(jīng)不完全燃燒或熱裂解而產(chǎn)生的微細(xì)粉末。主要組成物是碳元素，以近似球體的膠體原生粒子及聚集體形式存在，還含有少量的氫、氧、硫、灰分、焦油和水分。炭黑的結(jié)構(gòu)性是以炭黑粒子間聚成鏈狀或葡萄狀的程度來(lái)表示的。
目前常用吸油值表示結(jié)構(gòu)性，吸油值越大，炭黑結(jié)構(gòu)性越高，容易形成空間網(wǎng)絡(luò)通道，而且不易破壞。高結(jié)構(gòu)炭黑顆粒細(xì)，網(wǎng)狀鏈堆積緊密，比表面積大，單位質(zhì)量顆粒多，有利于在聚合物中形成鏈?zhǔn)綄?dǎo)電結(jié)構(gòu)。粒徑分布寬的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能賦予聚合物導(dǎo)電性。可用統(tǒng)計(jì)方法解釋這個(gè)現(xiàn)象。粒徑分布寬的炭黑，少數(shù)大直徑粒子需要數(shù)目巨大，直徑更小的粒子給予補(bǔ)償，相同平均粒徑分布寬的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子總數(shù)。
所謂無(wú)定形碳，并不是指這些物質(zhì)存在的形狀，而是指其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。實(shí)際上它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不是真正的無(wú)定形體，而是具有和石墨一樣結(jié)構(gòu)的晶體，只是由碳原子六角形環(huán)狀平面形成的層狀結(jié)構(gòu)零亂且不規(guī)則，晶體形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量雜質(zhì)。大部分無(wú)定形碳是石墨層型結(jié)構(gòu)的分子碎片大致相互平行地，無(wú)規(guī)則地堆積在一起，可簡(jiǎn)稱(chēng)為亂層結(jié)構(gòu)。由于真正導(dǎo)電性?xún)?yōu)異的是石墨化的碳，石墨化程度越高，導(dǎo)電性越好。
所以一般來(lái)講，導(dǎo)電石墨性能優(yōu)于碳黑，即兩者均純度很高的情況下，如果純度不高，沒(méi)可比性。但在塑料體系中，為什么導(dǎo)電碳黑添加較少的質(zhì)量能達(dá)到優(yōu)于導(dǎo)電石墨呢？
這是因?yàn)?，在聚合物體系中，起導(dǎo)電作用的因素除了所加導(dǎo)電粉體本身的導(dǎo)電性外，還與導(dǎo)電粒子在聚合物中的分布狀態(tài)有關(guān)。同等質(zhì)量的碳黑和石墨，由于碳黑比重更小，其在聚合物中占據(jù)了更大的體積分?jǐn)?shù)，有利于形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而獲得了比石墨粉做填料更好的導(dǎo)電效果。但在高聚集的狀態(tài)下，導(dǎo)電石墨聚集體的導(dǎo)電性要遠(yuǎn)好于碳黑。這就是為什么***的導(dǎo)電電極材料是用石墨。
關(guān)鍵詞：石墨紙；石墨粉；納米石墨紙