"炭黑的導電性能

炭黑是一種半導體材料，常用導電率或他的倒數(shù)電阻率表示他的電性能。炭黑的導電性能與其微觀結(jié)構(gòu)，粒子大小，結(jié)構(gòu)，表面性質(zhì)等密切相關(guān)。

炭黑的微觀結(jié)構(gòu)賦予炭黑導電性能。天然石墨單晶或高度定向的熱裂解石墨的電性能類似于半金屬性質(zhì)。即他的階電子與導電電子帶之間的能帶很低，小于0.04eV。而且由于石墨層的取向，在電性能方面也存在明顯的各項異性。石墨單晶在橫向上比電阻為5*10-5，縱向電阻為5*10-1。高出10000倍。對于炭黑聚集體而言，由于炭黑石墨層的同心取向圓性質(zhì)，絕大部分為縱向，所以電阻率要高于石墨。從微觀方面解釋。從較微觀的角度講，炭黑原子與炭黑原子形成共價鍵，碳原子通過共價鍵在電勢上產(chǎn)生通路，電阻很小，所以每個微晶的由碳原子組成的每個六角形網(wǎng)片層在導電上是很好的。但是每個片層與片層之間的是有距離的，這種距離雖然只有0.433nm，但沒有像片層原子之間導電性好。放大一些倍，這類微晶與微晶之間，要是片與片橫向排開并接觸的話，可構(gòu)成良好的導電通路，但要是一層壓一層方式排列的話，層與層之間導電性能又會差一大塊出來。再放大一些。碳炭黑據(jù)熔體與炭黑據(jù)熔體接觸，導電的方式是層與層之間的導電，所以導電性質(zhì)并不是太好（比金屬），當然炭黑的導電性并不全是上述方式的導電，有一部分錯綜復雜微晶也無序中形成橫向通路，從而增加導電性，這種方式是少量的，并且是隨機的。較后說明，炭黑在膠料中的形式并不是想我們想象中的那樣均勻分布，大部分炭黑炭黑粒子還是有數(shù)個或數(shù)十個炭黑聚集體抱到一塊形成炭黑附聚體存在于橡膠中，混煉次數(shù)越多，炭黑附聚體的聚集體數(shù)量就越少，相應的分散到膠料中的炭黑就越顯得均勻，但是混煉次數(shù)過多，會引起膠燒或破壞炭黑基本粒徑，降低炭黑結(jié)構(gòu)，反而降低了導電性能。所以導電炭黑如何在膠料中均有的分散是橡膠工作者需要解決的問題。如果能添加分散劑，就是說，既能改善分散性，又不會破壞炭黑的結(jié)構(gòu)，還不影響炭黑表面純潔度?？善鸬捷^好的導電效果。 "