导电石墨粉和导电碳黑有啥不同

石墨作为碳的形态之一，为层型结构，层中每个碳原子以sp2杂化轨道与三个相邻的碳原子形成三个等距离的键，未参与杂化的spz轨道还有一个孤电子，与石墨层的方向垂直，每个碳原子的spz轨道的孤电子相互重叠（肩并肩），形成离域π键，这些离域电子在整个碳原子平面内自由移动，导致了石墨在平行于片层地方向上有良好的导电性，而层与层之间以范德华力相结合，呈高电阻。

因此，石墨可被看成二维导体，其输运性质介于金属与半导体之间，属传统的半金属(semimeta1)类型材料。石墨的二维特性是碳纳米管得以研制成功的关键，石墨薄片能卷成管，进而石墨的碳原子层卷曲成圆柱状，就形成径向尺寸很小的碳纳米管。所以石墨的二维输运特性是理论与实验研究的热点。

石墨粉的导电性主要取决于纯度（即含碳量），石墨化度（石墨化度是衡量炭素物质从无定形炭通过结构重排,其晶体接近完善石墨的程度）以及粉体颗粒大小、形态等因素。一般来讲，粉体纯度越高、石墨化度越高、粒径分布越宽、长径比越高，则导电性越好。

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导电碳黑是一个统称，它泛指导电能力强于普通炭黑、色素炭黑的特殊炭黑品种。根据导电能力大小，从低到高以此可分为CF导电碳黑（Conductive Blacks），SCF超导电碳黑（Super Conductive Blacks），XCF特导电碳黑（Extra Conductive Blacks）。从生产方法来讲，可以分成乙炔炭黑，重油炉法炭黑，重油造气副产炭黑三大类

碳黑属于无定形碳，是由烃类化合物（液体或气态）经不完全燃烧或热裂解而产生的微细粉末。主要组成物是碳元素，以近似球体的胶体原生粒子及聚集体形式存在，还含有少量的氢、氧、硫、灰分、焦油和水分。炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。

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目前常用吸油值表示结构性，吸油值越大，炭黑结构性越高，容易形成空间网络通道，而且不易破坏。高结构炭黑颗粒细，网状链堆积紧密，比表面积大，单位质量颗粒多，有利于在聚合物中形成链式导电结构。粒径分布宽的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能赋予聚合物导电性。

可用统计方法解释这个现象。粒径分布宽的炭黑，少数大直径粒子需要数目巨大，直径更小的粒子给予补偿，相同平均粒径分布宽的炭黑比分布窄的炭黑有更多的粒子总数。所谓无定形碳，并不是指这些物质存在的形状，而是指其内部结构。

实际上它们的内部结构并不是真正的无定形体，而是具有和石墨一样结构的晶体，只是由碳原子六角形环状平面形成的层状结构零乱且不规则，晶体形成有缺陷，而且晶粒微小，含有少量杂质。大部分无定形碳是石墨层型结构的分子碎片大致相互平行地，无规则地堆积在一起，可简称为乱层结构。由于真正导电性优异的是石墨化的碳，石墨化程度越高，导电性越好。所以一般来讲，石墨的导电性优于碳黑（两者均纯度很高的情况下，如果纯度不高，没可比性）。

但在塑料体系中，为什么碳黑添加较少的质量能达到优于石墨的导电性呢？

这是因为，在聚合物体系中，起导电作用的因素除了所加导电粉体本身的导电性外，还与导电粒子在聚合物中的分布状态有关。

同等质量的碳黑和石墨，由于碳黑比重更小，其在聚合物中占据了更大的体积分数，有利于形成导电网络，从而获得了比石墨粉做填料更好的导电效果。

但在高聚集的状态下，石墨聚集体的导电性要远好于碳黑。这就是为什么好的导电电极材料是用石墨做的，而不是用碳黑做的。

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