炭黑的导电性能

炭黑是一种半导体材料，常用电导率或它的倒数电阻率表示它的电性能。炭黑的导电性与其微观结构、粒径大小、结构、表面性质等密切相关。

炭黑的微观结构赋予炭黑导电性。天然石墨单晶或高度定向的热裂解石的电性能类似于半金属性质，即它的价电子与导电电子带之间的能带很低，小于0.04eV。而由于石墨层的取向，在电性能方面也存在着明显的各向异性。石墨单晶在轴方向的比电阻大约为5X 10-8• cm,但在希直径石墨层的。轴方向福比电阻则为5 X 10-9 • cm,髙出10,倍。对炭黑聚集体而言，由于石墨层取向的同心圆性质，绝大部分接触都是沿着C轴方向，其电阻率要高于石墨。

炭黑的物理化学性质与其导电性有关。一般来说，粒子越小，导电性能越好，这是由于增加广单位体积内炭黑的粒子数，从而増加了接触点或在分散体系中减小了粒子间距，使电阻减小，导电性增加。细粒子炭黑具有很高的导电性。炭黑结构也是影响炭黑导电性的最重要因素，高结构炭黑较正常结构或低结构炭黑具有良好的导电性。这显然是由于炭黑的链枝结构(纤维结构)的存在，交织联结形成更多的导电通路所致。炭黑表面挥发物或残留的焦油状物质(即溶剂抽岀物)使炭黑表面覆盖一层含氧化合物的膜成油状分子薄膜，形成了绝缘层，增加了炭黑的电阻，使导电性降低。将炭黑在真空或懵性气 氛中加热除去含氧基团和油状物质后，导电性会明显增加。炭黑表面粗糙度，即孔隙性也影响炭黑的导电性。表面粗糙多孔的炭黑其导电性增加，这是由于当填充量一定吋，多孔的炭黑粒子比实心粒子的粒子间距要小。所以，导电性能好的炭黑要具备粒子细、结构高、表面 纯净、粗糙多孔的特点。

炭黑电阻的测量-般是在压缩状态下进行.因为未压缩的粉状炭黑体积多变，并含有高达90%以上的空隙。经造粒密实的炭黑中仍有 80%左右的空隙，大多数炭黑如按粒子堆积计算，其空隙体积为40% 左右。炭黑中存在这么多的空隙，并易变，如不经一定程度压缩则无法准确的测量其比电阻。压缩主要是消除炭黑中过多的空隙，并增加聚集体间接触或缩小粒予间距，因此在一定的压力条件下才能比较不同炭黑的导电性。总的来说，压缩炭黑的电阻率随所施加压力(压 强)的增加而减小。