炭黑是一種半導(dǎo)體材料，常用電導(dǎo)率或它的倒數(shù)電阻率表示它的電性能。炭黑的導(dǎo)電性與其微觀結(jié)構(gòu)、粒徑大小、結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)等密切相關(guān)。
炭黑的微觀結(jié)構(gòu)賦予炭黑導(dǎo)電性。天然石墨單晶或高度定向的熱裂解石的電性能類似于半金屬性質(zhì)，即它的價電子與導(dǎo)電電子帶之間的能帶很低，小于0.04eV。而由于石墨層的取向，在電性能方面也存在著明顯的各向異性。石墨單晶在軸方向的比電阻大約為5X 10-8? cm,但在希直徑石墨層的。軸方向福比電阻則為5 X 10-9 ? cm,髙出10,倍。對炭黑聚集體而言，由于石墨層取向的同心圓性質(zhì)，絕大部分接觸都是沿著C軸方向，其電阻率要高于石墨。
炭黑的物理化學(xué)性質(zhì)與其導(dǎo)電性有關(guān)。一般來說，粒子越小，導(dǎo)電性能越好，這是由于增加廣單位體積內(nèi)炭黑的粒子數(shù)，從而増加了接觸點或在分散體系中減小了粒子間距，使電阻減小，導(dǎo)電性增加。細粒子炭黑具有很高的導(dǎo)電性。炭黑結(jié)構(gòu)也是影響炭黑導(dǎo)電性的最重要因素，高結(jié)構(gòu)炭黑較正常結(jié)構(gòu)或低結(jié)構(gòu)炭黑具有良好的導(dǎo)電性。這顯然是由于炭黑的鏈枝結(jié)構(gòu)(纖維結(jié)構(gòu))的存在，交織聯(lián)結(jié)形成更多的導(dǎo)電通路所致。炭黑表面揮發(fā)物或殘留的焦油狀物質(zhì)(即溶劑抽岀物)使炭黑表面覆蓋一層含氧化合物的膜成油狀分子薄膜，形成了絕緣層，增加了炭黑的電阻，使導(dǎo)電性降低。將炭黑在真空或懵性氣 氛中加熱除去含氧基團和油狀物質(zhì)后，導(dǎo)電性會明顯增加。炭黑表面粗糙度，即孔隙性也影響炭黑的導(dǎo)電性。表面粗糙多孔的炭黑其導(dǎo)電性增加，這是由于當(dāng)填充量一定吋，多孔的炭黑粒子比實心粒子的粒子間距要小。所以，導(dǎo)電性能好的炭黑要具備粒子細、結(jié)構(gòu)高、表面 純凈、粗糙多孔的特點。
炭黑電阻的測量-般是在壓縮狀態(tài)下進行.因為未壓縮的粉狀炭黑體積多變，并含有高達90%以上的空隙。經(jīng)造粒密實的炭黑中仍有 80%左右的空隙，大多數(shù)炭黑如按粒子堆積計算，其空隙體積為40% 左右。炭黑中存在這么多的空隙，并易變，如不經(jīng)一定程度壓縮則無法準(zhǔn)確的測量其比電阻。壓縮主要是消除炭黑中過多的空隙，并增加聚集體間接觸或縮小粒予間距，因此在一定的壓力條件下才能比較不同炭黑的導(dǎo)電性。總的來說，壓縮炭黑的電阻率隨所施加壓力(壓 強)的增加而減小。
