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  • 特種炭黑行業新聞

    炭黑的導電性能

    2020-08-11 09:53:11

    炭黑是一種半導體材料,常用電導率或它的倒數電阻率表示它的電性能。炭黑的導電性與其微觀結構、粒徑大小、結構、表面性質等密切相關。

    炭黑的微觀結構賦予炭黑導電性。天然石墨單晶或高度定向的熱裂解石的電性能類似于半金屬性質,即它的價電子與導電電子帶之間的能帶很低,小于0.04eV。而由于石墨層的取向,在電性能方面也存在著明顯的各向異性。石墨單晶在軸方向的比電阻大約為5X 10-8? cm,但在希直徑石墨層的。軸方向福比電阻則為5 X 10-9 ? cm,髙出10,倍。對炭黑聚集體而言,由于石墨層取向的同心圓性質,絕大部分接觸都是沿著C軸方向,其電阻率要高于石墨。

    炭黑的物理化學性質與其導電性有關。一般來說,粒子越小,導電性能越好,這是由于增加廣單位體積內炭黑的粒子數,從而増加了接觸點或在分散體系中減小了粒子間距,使電阻減小,導電性增加。細粒子炭黑具有很高的導電性。炭黑結構也是影響炭黑導電性的最重要因素,高結構炭黑較正常結構或低結構炭黑具有良好的導電性。這顯然是由于炭黑的鏈枝結構(纖維結構)的存在,交織聯結形成更多的導電通路所致。炭黑表面揮發物或殘留的焦油狀物質(即溶劑抽岀物)使炭黑表面覆蓋一層含氧化合物的膜成油狀分子薄膜,形成了絕緣層,增加了炭黑的電阻,使導電性降低。將炭黑在真空或懵性氣 氛中加熱除去含氧基團和油狀物質后,導電性會明顯增加。炭黑表面粗糙度,即孔隙性也影響炭黑的導電性。表面粗糙多孔的炭黑其導電性增加,這是由于當填充量一定吋,多孔的炭黑粒子比實心粒子的粒子間距要小。所以,導電性能好的炭黑要具備粒子細、結構高、表面 純凈、粗糙多孔的特點。

    炭黑電阻的測量-般是在壓縮狀態下進行.因為未壓縮的粉狀炭黑體積多變,并含有高達90%以上的空隙。經造粒密實的炭黑中仍有 80%左右的空隙,大多數炭黑如按粒子堆積計算,其空隙體積為40% 左右。炭黑中存在這么多的空隙,并易變,如不經一定程度壓縮則無法準確的測量其比電阻。壓縮主要是消除炭黑中過多的空隙,并增加聚集體間接觸或縮小粒予間距,因此在一定的壓力條件下才能比較不同炭黑的導電性??偟膩碚f,壓縮炭黑的電阻率隨所施加壓力(壓 強)的增加而減小,



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