炭石墨材料的應(yīng)用

      石墨能夠?qū)щ?，是因為碳原子有兩個自旋方向相同的2P電子,在基態(tài)時處于價帶(又稱π帶)上，當它受激起后，便躍遷到上面空著的導(dǎo)帶(π *帶)上去，一同在價帶上便留下數(shù)量相同的空穴。電子帶負電荷，空穴帶正電荷，當在電場效果下,電子和空穴各朝相反的方向運動,因而對電氣傳導(dǎo)作出貢獻。因為石墨晶體中碳原子擺放比較緊密，各個碳原子2P帶上電子的共有化程度深，因而價帶較寬，能和上面導(dǎo)帶作纖細交疊，它們之間的能隙寬度可降至0.01eV,故只需價帶上的電子遭到纖細激起便可躍遷到導(dǎo)帶上去，電導(dǎo)率即增高，故炭石墨材料的電阻隨溫度和它的石墨化程度的進步而下降。一般單晶石墨層面方向的電阻系數(shù)ρ=0.4Ω.mm2/m,而多晶石墨材料層面方向的電阻系數(shù)ρ≤10Ω.mm2/m。
    炭石墨材料雖然是非金屬材料，但因它具有杰出的電傳導(dǎo)性，而被認為是一種共價半導(dǎo)體和金屬的中心物——半金屬。石墨具有比某些金屬還要好的熱傳導(dǎo)性、電傳導(dǎo)性，一同具有遠較金屬為低的線脹系數(shù)、很高的熔點和化學穩(wěn)定性，這就使它在工程應(yīng)用上具有兩層價值，能夠在某些條件下當作金屬運用，而在另一些條件下當作陶瓷運用。
    炭石墨材料廣泛應(yīng)用于電工、冶金方面作為電氣零件和導(dǎo)電電極，如半導(dǎo)體元件。當純真石墨摻雜不同原子價的元素時，可形成半導(dǎo)體，摻雜三價硼元素為P型半導(dǎo)體;摻雜五價磷或砷元素為P型半導(dǎo)體。在電工方向還有電子元件、電機電刷、電氣電觸點、電火花加工等等。在冶金方面可作為電爐電極、礦熱爐電極、煉鋁用陽極和陰極等。

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