石墨零配件加工的电性质和磁性质-伟名石墨

石墨零配件加工单晶的电导率具有明显的异向性，在平行于层面方向上在室温下，其电阻率约为5×10Ω·cm，而垂直于层面的C轴方向上，其电阻率就会增加100~1000倍。石墨块的电阻异向性与此有密切关系，异向性因制造过程中形成的晶体配列程度不同而有差异。石墨零配件加工的电阻随温度而变化的情况示于图3-20。人造石墨有这样一个特征，即石墨化温度越高，其电阻就越小，而且在某一温度下，其电阻值为最小。

根据经验可知，以石油焦为原料制取的石墨，其最小值发生在400~600℃之间，超过此温度，一直到2500℃，电阻几乎成直线增加，而且电阻的最小值越小，此直线上升的坡度就越大。如果考虑与电性质有关的石墨的电子能带的构造，石墨从其本质来看是一种半导体，充满电子的价电子带被空的导带和狭窄的禁带所隔开，当温度上升时，电子便从价电子带向导带移动（被激发），在价电子带残留下带正电荷的空穴，此电子和空穴（此两者叫做载流子）共同起导电作用。导电能力的大小不仅取决于载流子的数量，而且因载流子运动时的散射情况而有不同。散射的原因是原子的品格振动具有周期性的素乱。这是原子的热运动所别趣的，所以随着温度的上升，电阻亦不断增加。可是单晶石墨零配件加工，温度下降，其电阻这简减少，所以还要考虑它还具有金属性格的一面，因此还可认为，价电子带和导带的一部分互相重叠。这样能带的构造形式如图3-21所示。

磁学的性质对碳的电子论的研究提供了有力的线索。物质的磁化率（x）是表示磁力矩（磁化强度)（M）和磁场强度（H)。如果x为负，该物质即是反磁性体。纯粹石墨零配件加工的磁化率的导向性是非常高的：在a向上，x=-21.5×10emu/g；在C向上，x=-0.5x10-“emu/g。a向结晶尺寸的大小对此种反磁化率有很大的影响。许多种碳，在1500℃热处理温度下，出现x的急剧增加，在2300℃以上时，达到饱和。这种x值剧增的现象发生在晶体尺寸为（75~150）×0.1nm的范围内。图3-22表示热处理温度与磁化率的关系。

原创文章，转载请注明出处:www.weimingge.com