नई ऊर्जा और इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के क्षेत्रों में, कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर का उपयोग व्यापक रूप से बैटरी नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, प्रवाहकीय रबर, प्रवाहकीय स्याही और इसके उत्कृष्ट प्रवाहकीय गुणों के कारण अन्य उत्पादों में किया जाता है। कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर की चालकता मुख्य रूप से इसकी क्रिस्टल संरचना और रासायनिक संरचना के लिए जिम्मेदार है। ग्रेफाइट पाउडर में कार्बन परमाणुओं को एक हेक्सागोनल हनीकॉम्ब आकार में व्यवस्थित किया जाता है, और प्रत्येक कार्बन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन जारी करता है, जो एक विद्युत प्रवाह बनाने के लिए क्रिस्टल में स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित कर सकता है। इसके अलावा, कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर की चालकता भी इसकी शुद्धता और ग्राफिटाइजेशन की डिग्री से निकटता से संबंधित है। आम तौर पर, पाउडर की शुद्धता जितनी अधिक होती है और ग्राफिटाइजेशन की डिग्री जितनी अधिक होती है, उतनी ही बेहतर चालकता होती है।
1। चालकता पर ग्रेफाइट की क्रिस्टल संरचना और रासायनिक संरचना का प्रभाव
क्योंकि ग्रेफाइट के कार्बन परमाणुओं को एक हेक्सागोनल हनीकॉम्ब आकार में व्यवस्थित किया जाता है, यह एक क्रिस्टल संरचना है। प्रत्येक कार्बन परमाणु एक इलेक्ट्रॉन जारी करता है, जो एक विद्युत प्रवाह बनाने के लिए क्रिस्टल में स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित कर सकता है। ग्रेफाइट पाउडर में कार्बन सामग्री इसकी चालकता पर सीधा प्रभाव डालती है। कार्बन सामग्री जितनी अधिक होगी, ग्राफिटाइजेशन की डिग्री उतनी ही अधिक होगी, और चालकता बेहतर होगी।
2। ग्रेफाइट की चालकता पर शुद्धता का प्रभाव
कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर की चालकता इसकी शुद्धता से निकटता से संबंधित है। आम तौर पर, उच्च पाउडर शुद्धता, ग्राफिटाइजेशन की डिग्री जितनी अधिक होती है, और चालकता बेहतर होती है। उच्च - शुद्धता ग्रेफाइट पाउडर का अर्थ है कम अशुद्धता सामग्री, और ग्रेफाइट क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉनों का ट्रांसमिशन बाधा कम हो जाती है, जिससे चालकता में सुधार होता है।
(1) ग्राफिटाइजेशन की डिग्री का कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर की चालकता पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।
ग्राफिटाइजेशन की डिग्री ग्रेफाइट पाउडर में ग्रेफाइट क्रिस्टल के क्रम की डिग्री को संदर्भित करती है, जो सीधे सामग्री की चालकता से संबंधित है। ग्राफिटाइजेशन की डिग्री जितनी अधिक होगी, ग्रेफाइट क्रिस्टल की स्तरित संरचना को और अधिक पूरा करना होगा, और इलेक्ट्रॉनों के लिए परतों के बीच स्थानांतरित करने के लिए बाधा, सामग्री को अधिक प्रवाहकीय बना देगा।
(2) चालकता पर ग्राफिटाइजेशन की डिग्री के प्रभाव का विशिष्ट तंत्र।
ग्राफिटाइजेशन के उच्च डिग्री वाले ग्रेफाइट पाउडर में एक ठोस और अच्छी तरह से - विकसित जाली संरचना और सतह ऑक्सीकरण की कम डिग्री होती है, इसलिए यह उत्कृष्ट प्रवाहकीय गुण दिखा सकता है। ग्राफिटाइजेशन प्रक्रिया के तापमान और समय को नियंत्रित करके, ग्रेफाइट पाउडर के ग्राफिटाइजेशन की डिग्री को प्रभावी ढंग से सुधार किया जा सकता है, जिससे इसके प्रवाहकीय गुणों का अनुकूलन किया जा सकता है।
ग्रेफाइट की चालकता पर तापमान का भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जैसे ही तापमान बढ़ता है, ग्रेफाइट क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉनों को चालन बैंड में कूदने के लिए उत्साहित किया जाता है, मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या बढ़ जाती है, और प्रतिरोधकता कम हो जाती है; लेकिन एक ही समय में, जाली थर्मल कंपन तेज हो जाता है, मुक्त इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह का प्रतिरोध बढ़ता है, और प्रतिरोधकता बढ़ जाती है। इसलिए, ग्रेफाइट के प्रतिरोध का तापमान गुणांक कम तापमान पर नकारात्मक और उच्च तापमान पर सकारात्मक है।
3। कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर का प्रवाहकीय मूल्य
उपरोक्त विशेषताओं के साथ, कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर उद्योग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उदाहरण के लिए, लिथियम - आयन बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड में, कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों के प्रवास को प्रभावी ढंग से बढ़ावा दे सकता है और बैटरी चार्जिंग और इसकी मजबूत चालकता और उच्च स्थिरता के कारण दक्षता में सुधार कर सकता है; प्रवाहकीय कोटिंग्स में, इसकी उच्च चालकता का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए एंटीस्टैटिक कोटिंग्स तैयार करने के लिए किया जा सकता है। कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर की प्रतिरोधकता आमतौर पर 8 - 13 × 10⁻⁶ω · m (यानी, 8 - 13 माइक्रो - ohms · m) कमरे के तापमान पर होती है। यह मान ग्रेफाइट - की स्तरित संरचना से निकटता से संबंधित है, जो परत के भीतर delocalized in बॉन्ड में मुक्त इलेक्ट्रॉनों को जल्दी से माइग्रेट कर सकता है, जिससे यह उत्कृष्ट चालकता देता है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, कुछ उच्च-शुद्धता और उच्च घनत्व वाले कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर (जैसे ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड के लिए कच्चे माल) की प्रतिरोधकता भी 6.5-9.0 × 10⁻⁶ω · एम के रूप में कम हो सकती है
कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर की चालकता इसके माइक्रोस्ट्रक्चर, इलेक्ट्रॉनिक गुणों और सामग्री शुद्धता की बातचीत का परिणाम है। "स्तरित जाली" में मुक्त इलेक्ट्रॉनों से व्यावहारिक अनुप्रयोगों में संरचनात्मक डिजाइन तक, यह "ब्लैक पाउडर" न केवल कार्बन के अद्भुत गुणों को प्रदर्शित करता है, बल्कि नई ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग और अन्य क्षेत्रों में तकनीकी प्रगति को भी बढ़ावा देता है। सामग्री प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के सुधार के साथ, कृत्रिम ग्रेफाइट पाउडर के प्रवाहकीय गुणों को भविष्य में और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे अधिक नवीन अनुप्रयोगों के लिए सहायता प्रदान की जा सकती है।
