石墨零配件加工的电性质和磁性质

石墨零配件加工的电性质和磁性质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。