Conductividad eléctrica del negro de carbón

El negro de humo es un material semiconductor, y sus propiedades eléctricas se expresan habitualmente en términos de conductividad o de su resistividad recíproca. La conductividad del negro de carbón está estrechamente relacionada con su microestructura, tamaño de partícula, estructura, propiedades superficiales, etc.

La microestructura del negro de humo le confiere su conductividad. Las propiedades eléctricas del monocristal de grafito natural o del grafito craqueado térmicamente altamente orientado son similares a las propiedades semimetálicas, es decir, la banda de energía entre sus electrones de valencia y las bandas de electrones conductores es muy baja, menos de 0,04 V. Además, debido a la orientación de la capa de grafito, también existen anisotropías obvias en las propiedades eléctricas. Para los agregados de negro de carbón, debido a la naturaleza concéntrica de la orientación de la capa de grafito, la mayoría de los contactos están a lo largo de la dirección del eje C y su resistividad es mayor que la del grafito.

Las propiedades físicas y químicas del negro de carbón conductor están relacionadas con su conductividad. En términos generales, cuanto más pequeñas sean las partículas, mejor será la conductividad. Esto se debe al aumento del número de partículas de negro de humo por unidad de volumen, aumentando así los puntos de contacto o reduciendo la distancia de los iones en el sistema de dispersión, lo que da como resultado una resistencia reducida y una conductividad mejorada. Aumentar. El negro de carbón de partículas finas tiene una alta conductividad eléctrica. La estructura del negro de carbón conductor también es un factor importante que afecta la conductividad. El negro de humo de alta estructura también tiene mejor conductividad que el negro de humo de estructura normal o el de baja estructura. Obviamente, esto se debe a la presencia de su estructura de fibras ramificadas en cadena y a los eslabones de los dedos que forman caminos más conductores. Los volátiles o sustancias residuales similares al alquitrán en la superficie del negro de humo son extractos fundentes. La superficie del negro de humo está cubierta con una película de compuestos que contienen oxígeno o una película delgada de moléculas de hidrocarburos aceitosos, formando una capa aislante que aumenta la resistencia. del negro de carbón y reduce la conductividad. Después de calentar el negro de carbón al vacío o en una atmósfera inerte para eliminar grupos que contienen oxígeno o sustancias aceitosas, la conductividad eléctrica se vuelve más obvia. La rugosidad de la superficie del negro de humo, es decir, la porosidad, también afecta la conductividad del negro de humo. Aumenta la conductividad del negro de carbón con superficies rugosas y porosas. Esto se debe a que la cantidad de llenado es constante. La distancia entre partículas largas y cortas es menor que la de las partículas sólidas. Por tanto, un negro de humo con buena conductividad eléctrica debe tener partículas finas. La estructura es alta. Pureza superficial. Características rugosas y porosas.