10、测定石墨的导电性

测定石墨的导电性

资料简介：石墨是一种结晶形碳。六方晶系,为铁墨色至深灰色。密度2.25克/立方厘米,硬度1.5,溶点3652℃,沸点4827℃。质软,有滑腻感,可导电。化学性质不活泼,耐腐蚀,与酸、碱等不易反应。在空气或氧气中加强热,可燃烧并生成二氧化碳。强氧化剂会将它氧化成有机酸。用作抗摩剂和润滑材料,制作坩埚、电极、干电池。高纯度石墨可在核反应堆上作中子减速剂。

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，XXX物理学家XXX和XXX，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯既是最薄的材料，也是 最强韧的材料，断裂强度比最好的 钢材还要高200倍。同时它又有很 好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺 寸的20%。它是目前自然界最薄、 强度最高的材料，假如用一块面积

1平方米的石墨烯做成吊床，（如 左图）本身重量不足1毫克便可以 承受一只一公斤的猫甚至是大象。 石墨烯目前最有潜力的应用是成 为硅的替代品，制造超微型晶体

管，用来出产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处置惩罚器的运行速度将会快数百倍。另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它十分致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它十分适合作为透明电子产物的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

石墨的用途较多，而我们要研究的是它的导电性，在这之前要先了解一下铅笔芯的成分。

十五世纪时，石墨矿被发现，当时的人并不知道石墨的成分，就称石墨为黑铅。大约在1492年，英国开始有人使

用石墨制成的笔，就称为铅笔。 我们用来写字的铅笔的笔芯是用 石墨和粘土按一定比例混合制成的。如 \"H\"即英文\"hard\"(硬)的词头，代表粘 土，用以表示铅笔芯的硬度。\"H\"前面

的数字越大(如6H)，铅笔芯就越硬，也 即笔芯中与石墨混合的粘土比例越大， 写出的字越不明显，常用来复写。\"B\" 是英文\"black\"(黑)的词头，代表石墨， 用以表示铅笔芯质软的情形和写字的 明显程度。以\"6B\"为最软，字迹最黑，

经常使用以绘画，通俗铅笔标号则一般为\"HB\"。考试时用来涂答题卡的铅笔标号一般为\"2B\"。

早期的铅笔含有铅，但人们使用的铅笔笔芯的主要成分是石墨和粘结剂，不再含铅，对人体无害。

由于铅笔的主要成分是石墨，而石墨是导体，所以铅笔芯是能够导电的。但是铅笔芯的导电能力却其实不是十分强。

因为石墨的原子结构排布，决定了它只能二维导电，即在同一平面的两点间是导电的，而平面的上下两面间是不导电的。

铅笔芯中的石墨是被碾碎后于黏土混合而成，所以原子结构被打乱，因此导电性能并不十分出众。在实验中，接入2B铅笔芯长度超过15CM，则小灯泡不发光。(电压5V左右)

探究实验：测定石墨的导电性

实验用品：电源、灯泡、导线、带导线的金属夹(俗称鳄鱼夹）、塑料格尺、铅笔芯（HB、2B、6B各一根）

实验目的：测定2B和6B铅笔芯的导电性

实验步骤：先按照图示将导线和电源开干系接起来，关闭开关，用金属夹分别夹在塑料格尺、2B铅笔芯、6B铅笔芯的两端。窥察小灯胆的亮度。

实验征象：连接塑料格尺灯胆不亮，连2B、6B铅笔芯灯胆亮，6B比2B灯胆更亮。

实验结论：格尺不导电，铅笔芯导电，石墨含量越高，导电性越好。

注解：

铅笔芯的电阻与小灯泡的电阻相比太大，分得的电压就小，因此亮度就小

实际上小灯泡亮了，但亮度太小，肉眼根本看不到。 办理方法:

1.把接入电路中的铅笔芯的长度缩短 2.适当增大电压

3.换用更小功率的灯泡(灯泡功率越小，电阻就越大，分得的电压就大)

思考问题？