导电石墨粉

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CAS号：7782-42-5 分子式：CH4   硬度 1～2 比重 1．9～2．3 熔点 3850±50℃

中文别名：纳米石墨粉;黑铅;笔铅;板式纳米碳纤维  沸点4250℃ 密度1.6~2.2

结构耐高温型、导电、导热性 特点耐腐蚀、耐磨、耐高温   厚度一般3mm左右

用途：制造一定的导电性的涂料、导电碳纤维；制造电极、电刷；

   导电石墨粉Conductive graphite powde是一种高导电性能的材料，通常用来制作具有一定的导电性的涂料等。

导电石墨粉在传统的环氧导（抗）静电地坪涂料制作中,国内通常是通过添加无机的的导电.石墨粉等来使得涂料具有一定的导电性。导电碳纤维是一种高导电性材料,其综合性能优异,具有很多其它材料无可比拟的优点,除具有高导电性能之外,其还具有耐腐蚀、耐磨、耐高温、强度高、质轻等特点,应用非常广泛。在涂料中,我们主要是利用其高导电性,在溶剂型导（抗）静电涂料中非常适用,所制得的涂料一般都能满足导（抗）静电涂料的要求。但在无溶剂导（抗）静电自流平涂料中,往往存在难以解决的矛盾。从而制成各种性能的导电涂料和抗静电涂料,并且可显著增强涂料的机械性能和耐腐蚀性能。而解决这种问题的最.佳办法就是添加导电碳纤维。这一做法在国外非常流行,所制得的涂料导电性能非常优异,依添加量的不同,一般3mm左右的规格在涂料中较为适宜。当导电粉的添加量不足时,导电性能达不到要求,而当导电粉的添加量达到导电性能或抗静电性能的要求时,由于粉体加量大,导致吸油量高,涂料的流平性明显受到影响,涂料粘度太大,难以施工。可制成符合要求的导静电自流平涂料和抗静电自流平涂料。

导电原理

    一般橡胶是绝缘的，如果需要导电那么就需要添加导电物质，石墨粉具有优越的导电性和润滑脱模性。把石墨加工成石墨粉，具有优良的润滑，导电性能，石墨粉的纯度越高，导电性能越好。很多特种橡胶制品厂需要导电橡胶，那么用石墨粉添加到橡胶里面可以导电吗？答案是可以的，但是也有一个问题，石墨粉在橡胶中的比例是多少呢？有的企业用的比例是不超过30%，这类的是在耐磨橡胶产品上面的，像汽车轮胎等等，也有特种橡胶厂的比例是100%，这样的才会导电，导电的基本原则是导电体不能中断，就像一根电线，如果中间断了那么也就不会通电了，导电橡胶里面的导电.石墨粉就是导体，如果石墨粉被绝缘的橡胶隔断了，那么也就不导电了，所以石墨粉比例少了导电的效果恐怕也不好。

目数有500目/800目/1250目/1500目/2000目/2500目/3000目/5000目等。

性能: 化学性能稳定，有害杂质少，含铁含硫量极低，耐高温、耐酸碱、耐氧化性能突出，同时具有良好的可塑性、润滑性、导热性、导电性等诸多优良性能。

可制作黑色颜料和耐高温的固体润滑剂,和粘土按一定比例混合可制成不同硬度的铅笔芯;根据其导电性和耐高温性,还大量用于制造电极、电刷、坩埚、高温炉发热体、密封圈、冶金模具等;石墨还用于原子反应堆的慢化剂。    

石墨电极的诸多优势

石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水.银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢、铁合金时，使用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使电能转化为热能，温度升高 到2000度左右，从而达到熔炼或反 应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头导电材料。在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水.银正流器的正极，石墨垫圈、电话零件，电视机显像管的涂层等。

20世纪60年代，铜做为电极材料被广泛应用，使用率约占90%，石墨仅有10%左右；21世纪，越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料，在欧洲，超过90%以上的电极材料是石墨。铜，这种曾经占统治地位的电极材料，和石墨电极相比它的优势几乎消失殆尽。是什么导致了这个戏剧性的变化？当然是石墨电极的诸多优势。

    （1）加工速度更快：通常情况下，石墨的机械加工速度能比铜快2~5倍；而放电加工速度比铜快2~3倍；材料更不容易变形：在薄筋电极的加工上优势明显；铜的软化点在1000度左右，容易因受热而产生变形；石墨的升华温度为3650度；热膨胀系数仅有铜的1/30。

（2）重量更轻：石墨的密度只有铜的1/5，大型电极进行放电加工时，能有效降低机床（EDM）的负担；更适合于在大型模具上的应用。

（3）放电消耗更小；由于火花油中也含有C原子，在放电加工时，高温导致火花油中的C原子被分解出来，转而在石墨电极的表面形成保护膜，补偿了石墨电极的损耗。

（4）没有毛刺；铜电极在加工完成后，还需手工进行修整以去除毛刺，而石墨加工后没有毛刺，节约了大量成本，同时更容易实现自动化生产；

（5）石墨更容易研磨和抛光；由于石墨的切削阻力只有铜的1/5，更容易进行手工的研磨和抛光；

（6）材料成本更低，价格更稳定；由于近几年铜价上涨，如今各向同性石墨的价格比铜更低，相同体积下，东洋炭素的普遍性石墨产品的价格比铜的价格低30%～60%，并且价格更稳定，短期价格波动非常小。

正是这种无可比拟的优势，石墨逐渐取代铜成为EDM电极的首.选材料。

导电石墨粉和导电碳黑的区别

    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。

    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。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，还与导电粒子的结构及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，而碳黑聚.集体的枝链状结构也同样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。

导电石墨粉的用途 

石墨粉质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。比重为1．9～2．3。在隔绝氧气条件下，其熔点在3000℃以上，是最耐温的矿物之一。常温下石墨粉的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；材料具有耐高温导电性能，可做耐火材料，导电材料，耐磨润滑材料。  石墨粉的导电性是由于石墨非特殊的结构造成的,石墨粉的含碳量越高,导电性越好。

石墨粉在传统的环氧导静电地坪涂料制作中,国内通常是通过添加无机的的导电.石墨粉等来使得涂料具有一定的导电性导电碳纤维是一种高导电性材料,其综合性能优异,具有很多其它材料无可比拟的优点。  除了具有高导电性能之外,导电.石墨粉还具有耐腐蚀、耐磨、耐高温、强度高、质轻等特点,应用非常广泛。    在涂料中,我们主要是利用其高导电性,在溶剂型导静电涂料中非常适用,所制得的涂料一般都能满足导静电涂料的要求。但在无溶剂导静电自流平涂料中,往往存在难以解决的矛盾。从而制成各种性能的导电涂料和抗静电涂料,并且可显著增强涂料的机械性能和耐腐蚀性能。而解决这种问题的最.佳办法就是添加导电碳纤维。这一做法在国外非常流行,所制得的涂料导电性能非常优异,依添加量的不同,一般3mm左右的规格在涂料中较为适宜。

当导电粉的添加量不足时,导电性能达不到要求,而当导电粉的添加量达到导电性能或抗静电性能的要求时,由于粉体加量大,导致吸油量高,涂料的流平性明显受到影响,涂料粘度太大,难以施工。可制成符合要求的导静电自流平涂料和抗静电自流平涂料。

石墨应用领域

1.用于玻璃器皿制造中的高温脱模润滑剂

2.用作热模锻压润滑及冷却绝热脱模

3.主要用于电子和电器工业，用作拉制难熔金属钨、钼丝的润滑剂以及高温压铸有色金属薄件的涂膜剂

4.用作光谱试剂、模型上光剂和减磨剂等

5.用作法兰连接处的密封垫片

6.主要用于冶金、机械、电子、化工等行业制坩埚、镁碳砖、铅笔、电刷、电池、显像管涂料、化学催化剂等

7.用作氯碱槽电解阳极

8.用作耐高温、耐腐蚀润滑剂基料，也用于精密铸件型砂及石墨阳极和触媒载体

9. 用作耐高温、耐腐蚀润滑剂基料，精密铸件型砂，橡胶、塑料填充料(可提高橡胶、塑料的耐磨充压性和导电性)，是金属合金及粉末冶金的碳素原料，用于制作炭膜电阻。也用作高压蒸汽管路、高温管道连接器的垫圈涂料。

10.主要用于电池工业做正极导电材料、航天工业做摩擦材料、核工业做原子反应堆、减速材料，也广泛用于纺织、食品等工业中。