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石墨的导电和电阻率受什么因素影响

时间:2019-12-31 09:38来源:青岛华泰石墨 作者:Z 点击:
石墨晶体在层面方向是由碳原子组成的向四面扩展的六角网格层状大结构,碳原子与碳原子之间的结合键是共价键叠加金属键的2p,自由电子的存在,所以石墨在层面方向有良好的导电性
        石墨晶体在层面方向是由碳原子组成的向四面扩展的六角网格层状大结构,碳原子与碳原子之间的结合键是共价键叠加金属键的2p,自由电子的存在,所以石墨在层面方向有良好的导电性,但是石墨晶体在层与层之间(垂直于层面方向)的导电能力差得多。
       石墨的导电能力随着温度变化而有所变动,也随着晶格的完善程度而增加,常把石墨晶体看成是和金属类似的导电材料禁带(导带与价带之能量间隙)很小,受热激发跳跃到导带上去的电子数目遵循波尔兹曼定律,随温度升高而增多,因此石墨的导电似乎应该随温度上升而增加。
        在常温时晶格中原子在平衡点附近的振幅很小,当升高温度时振幅加大,每个原子移动的距离可增加到偏离正常位置的10%。晶格受热使电子的流动受阻碍,电阻增加,也就是晶体材料的电阻随温度上升而增加。所以,不同品种的炭石墨材料的电阻率及电阻温度系数是个变量。在一定温度下,许多炭石墨材料的导电性是电子的热激发与晶格热运动两种作用的综合结果。如果在某一温度范围内,比电阻随温度上升而增加,说明晶格的热运动阻碍电子的移动。如果在另一个温度范围内,电阻率随温度上升而下降,说明在该温度范围内电子的热激发使材料的导电率增加。
        石墨的晶格越完善,晶格缺陷越少,三维排列的层间距离也相应缩小,所以阻碍电子流动的因素减弱,石墨的导电能力相应提高。
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