Jaunās enerģijas un elektronikas rūpniecības laukos mākslīgais grafīta pulveris plaši izmanto akumulatora negatīvu elektrodu materiālos, vadošajā gumijā, vadošajā tintī un citos produktos, ņemot vērā tā izcilās vadošās īpašības. Mākslīgā grafīta pulvera vadītspēja galvenokārt tiek attiecināta uz tā kristāla struktūru un ķīmisko sastāvu. Oglekļa atomi grafīta pulverī ir sakārtoti sešstūra šūnveida formā, un katrs oglekļa atoms izdala vienu elektronu, kas var brīvi pārvietoties kristālā, veidojot elektrisko strāvu. Turklāt mākslīgā grafīta pulvera vadītspēja ir cieši saistīta ar tā tīrību un grafitizācijas pakāpi. Parasti, jo augstāka ir pulvera tīrība un jo augstāka ir grafitizācijas pakāpe, jo labāka ir vadītspēja.
1. Kristāla struktūras un grafīta ķīmiskā sastāva ietekme uz vadītspēju
Tā kā grafīta oglekļa atomi ir sakārtoti sešstūra šūnveida formā, tā ir kristāla struktūra. Katrs oglekļa atoms atbrīvo vienu elektronu, kas var brīvi pārvietoties kristālā, veidojot elektrisko strāvu. Oglekļa saturs grafīta pulverī tieši ietekmē tā vadītspēju. Jo augstāks oglekļa saturs, jo augstāka ir grafitizācijas pakāpe, un jo labāka vadītspēja.
2. Tīrības ietekme uz grafīta vadītspēju
Mākslīgā grafīta pulvera vadītspēja ir cieši saistīta ar tā tīrību. Parasti, jo augstāka ir pulvera tīrība, jo augstāka ir grafitizācijas pakāpe un jo labāka ir vadītspēja. Augsts - tīrības grafīta pulveris nozīmē zemu piemaisījumu saturu, un elektronu pārraides barjera grafīta kristālos tiek samazināta, tādējādi uzlabojot vadītspēju.
(1) Grafitizācijas pakāpei ir būtiska ietekme uz mākslīgā grafīta pulvera vadītspēju.
Grafitizācijas pakāpe attiecas uz grafīta kristālu secības pakāpi grafīta pulverī, kas ir tieši saistīts ar materiāla vadītspēju. Jo augstāka ir grafitizācijas pakāpe, jo pilnīgāka grafīta kristālu slāņainā struktūra un jo mazāka ir barjera elektroniem pārvietoties starp slāņiem, padarot materiālu vadošāku.
(2) grafitizācijas pakāpes ietekmes uz vadītspēju specifiskais mehānisms.
Grafīta pulverim ar augstu grafitizācijas pakāpi ir cieta un labi - izstrādāta režģa struktūra un zema virsmas oksidācijas pakāpe, tāpēc tas var parādīt lieliskas vadošās īpašības. Kontrolējot grafitizācijas procesa temperatūru un laiku, grafīta pulvera grafitizācijas pakāpi var efektīvi uzlabot, tādējādi optimizējot tā vadošās īpašības.
Temperatūrai ir arī būtiska ietekme uz grafīta vadītspēju. Paaugstinoties temperatūrai, grafīta kristāla elektroni ir satraukti, lai pārietu uz vadīšanas joslu, palielinās brīvo elektronu skaits un pretestība samazinās; Bet tajā pašā laikā palielinās režģa termiskā vibrācija, palielinās pretestība pret brīvo elektronu plūsmu un palielinās pretestība. Tāpēc grafīta izturības temperatūras koeficients ir negatīvs zemā temperatūrā un pozitīvs augstā temperatūrā.
3. Mākslīgā grafīta pulvera vadoša vērtība
Ar iepriekšminētajām īpašībām nozīmīga loma rūpniecībā ir mākslīgā grafīta pulveris. Piemēram, litija {-}}} jonu bateriju negatīvajā elektrodā mākslīgais grafīta pulveris var efektīvi veicināt litija jonu migrāciju starp elektrodiem un uzlabot akumulatora uzlādi un izlādes efektivitāti tā spēcīgās vadītspējas un augstas stabilitātes dēļ; Vadītspējīgiem pārklājumiem tā augsto vadītspēju var izmantot, lai sagatavotu antistatiskus pārklājumus, lai nodrošinātu drošu elektronisko aprīkojuma darbību. Mākslīgā grafīta pulvera pretestība parasti ir 8 - 13 × 10⁻⁶Ω · m (ti, 8 - 13 mikro - omi · m) istabas temperatūrā. Šī vērtība ir cieši saistīta ar grafīta - slāņaino struktūru, brīvie elektroni delokalizētajās π saitēs slānī var ātri migrēt, piešķirot tai lielisku vadītspēju. Praktiski lietojumos dažu augstas tīrības un augsta blīvuma mākslīgā grafīta pulveru (piemēram, izejvielas grafīta elektrodiem) pretestība var būt pat zema kā 6,5-9,0 × 10⁻⁶Ω · m
Mākslīgā grafīta pulvera vadītspēja ir tā mikrostruktūras, elektronisko īpašību un materiālās tīrības mijiedarbības rezultāts. Sākot ar brīviem elektroniem "slāņveida režģī" līdz konstrukcijas dizainam praktiskos lietojumos, šis "melnais pulveris" ne tikai parāda oglekļa brīnišķīgās īpašības, bet arī veicina tehnoloģisko progresu jaunā enerģijā, elektronikas rūpniecībā un citās jomās. Uzlabojot materiālu apstrādes tehnoloģiju, mākslīgā grafīta pulvera vadošās īpašības nākotnē var vēl optimizēt, nodrošinot atbalstu novatoriskākām lietojumprogrammām.
