導電石墨的導電性和導電炭黑相比如何？

分類：行業新聞
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發布時間：2021-08-12
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【概要描述】作為碳的一種形式，導電石墨具有層狀結構，層中三個相鄰的碳原子和每個碳原子通過sp2雜化軌道形成三個等距鍵，不參與雜化的spz軌道也有一個垂直于石墨層方向的孤電子。每個碳原子都有 spz 軌道，孤立的電子彼此重疊以形成離域鍵，因此，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自由移動。

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　　作為碳的一種形式，導電石墨具有層狀結構，層中三個相鄰的碳原子和每個碳原子通過sp2雜化軌道形成三個等距鍵，不參與雜化的spz軌道也有一個垂直于石墨層方向的孤電子。每個碳原子都有 spz 軌道，孤立的電子彼此重疊以形成離域鍵，因此，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自由移動。

　　因此，導電石墨的輸運性質介于金屬和半導體之間，可視為二維導體，是傳統的半金屬材料，碳納米管研制成功的關鍵在于導電石墨的二維特性。可以將石墨薄片卷成管狀，然后將石墨的碳原子卷成圓柱狀，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、粒徑、形貌等因素，一般來說，粉末純度、石墨化程度、粒度分布和縱橫比越高，其導電性越好。

　　導電炭黑是一個總稱，一般是指比普通炭黑和顏料炭黑具有更強導電性的特殊炭黑品種，按電導率由低到高可分為CF導電炭黑、SCF超導電炭黑和XCF超導電炭黑。按生產方法可分為乙炔炭黑、重油爐炭黑和重油氣化副產炭黑三大類，炭黑是無定形碳，一種由碳氫化合物不完全燃燒或熱裂解而產生的細粉，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、灰分、焦油和水，炭黑的結構特性用炭黑顆粒聚集成鏈狀或葡萄狀的程度來表示。

　　所以一般來說，導電石墨的導電性比導電炭黑要好，但在塑料體系中，為什么少量的炭黑比石墨好? 這是因為在聚合物體系中，導電系數不僅與導電粒子在聚合物中的分布有關，還與添加的導電粉本身的導電性有關，相同質量的炭黑和石墨在聚合物中占有較大的體積分數。由于比重較小，有利于形成導電網絡，從而獲得比石墨粉更好的導電效果，然而，石墨聚集體的導電性比炭黑好得多，處于高度聚集狀態，這就是為什么良好的導電電極材料是由石墨而不是炭黑制成的。

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