作为碳的一种形式,导电石墨具有层状结构,层中三个相邻的碳原子和每个碳原子通过sp2杂化轨道形成三个等距键,不参与杂化的spz轨道也有一个垂直于石墨层方向的孤电子。每个碳原子都有spz轨道,孤立的电子彼此重叠以形成离域键,因此,石墨在平行于薄片的方向上具有良好的导电性,因为这些离域电子在整个碳原子平面内自由移动。
因此,导电石墨的输运性质介于金属和半导体之间,可视为二维导体,是传统的半金属材料,碳纳米管研制成功的关键在于导电石墨的二维特性。 可以将石墨薄片卷成管状,然后将石墨的碳原子卷成圆柱状,形成径向尺寸较小的碳纳米管,因此,导电石墨的二维输运特性是理论和实验研究的重点。 石墨粉的导电性主要取决于纯度、石墨化程度、粒径、形貌等因素,一般来说,粉末纯度、石墨化程度、粒度分布和纵横比越高,其导电性越好。
导电炭黑是一个总称,一般是指比普通炭黑和颜料炭黑具有更强导电性的特殊炭黑品种,按电导率由低到高可分为CF导电炭黑、SCF超导电炭黑和XCF超导电炭黑。 按生产方法可分为乙炔炭黑、重油炉炭黑和重油气化副产炭黑三大类,炭黑是无定形碳,一种由碳氢化合物不完全燃烧或热裂解而产生的细粉,主要成分是碳,以胶体初级粒子和类似球体的聚集体形式存在,还含有少量的氢、氧、硫、灰分、焦油和水,炭黑的结构特性用炭黑颗粒聚集成链状或葡萄状的程度来表示。