电机电刷属于各向同性高密度石墨，具有显著自润滑特性

碳具有层状晶体结构，具有自润滑特性，摩擦系数低，耐磨性好，碳刷具有优异的耐磨性和低的导电摩擦性，这对碳刷具有重要意义。碳具有优异的导电性，可以提供稳定、最佳的电阻率，根据应用情况，通过适当选择材料和生产工艺可以提高电阻率水平。碳的热膨胀系数很低，这意味着即使在高温下，它的形状和质量也几乎没有变化。它还可以抵抗由于操作过程中的火花而产生的软化和熔化，并且不会与其他金属熔合。

碳石墨电刷

在这种电刷分类中，非晶碳（相对较硬）和结晶碳或石墨（具有良好的润滑性能）以不同的百分比使用。这两种材料混合在一起并粘合在一起。硬碳刷和碳石墨刷特别适合与具有云母换向器的电机一起使用（在需要明显的抛光操作以保持云母与铜棒齐平的情况下）。然而，它们的高摩擦系数通常限制了它们的使用速度，使其具有低于约1370米/分钟的上限的周边速度。

此外，碳刷和碳石墨刷的电阻将其电流密度限制在5.4至7.0安培/平方厘米，这种特性通常限制了这种电刷类型在小电流小功率电动机上的应用。

电石墨

石墨电刷是通过对碳进行高强度加热（2500°C）制成的，转化为结晶碳或石墨是一种物理（而不是化学）变化，这组电刷材料的摩擦系数比碳和碳石墨类电刷低，因此更适合在更高的换向器圆周速度下使用。首选的平均速度应用约为1980 m/min，这种材料比碳石墨耐磨。它也更坚固，具有更大的电流密度能力，11.6安培/平方厘米是相当标准的，电刷材料的石墨基团最常用于解决难换向的问题。

天然石墨电刷

天然石墨是一种开采出来的产品，石墨刷，作为一个类别，其特点是比电石墨级具有更多的抛光作用。它们的摩擦性能通常很低，其特性柔软性使它们具有良好的滑动性能，适合在高达2500 m/min的换向器圆周速度下使用。由于在制造过程中能够定向片状石墨，这种材料的电阻可以是在一个方向上保持很高的水平，但电流密度在7.7-10.0安培安培/平方厘米之间。由于短路线圈，这一特性导致了非常有利的换相特性，在换相过程中，电流受到限制，同时为电机电流提供低电阻路径，这种电刷的火花和噪音通常很低，然而，平稳操作的柔软度限制了这些电刷的使用寿命。

金属石墨刷

金属石墨刷通常含有不同百分比的铜和石墨，这两种材料混合并结合在一起，石墨被熔化的金属浸渍。这种电刷最重要的特点是其极高的载流能力，几乎直接随铜含量的百分比而变化（铜含量越高，载流能力越大，接触压降越小）。含铜量超过50%的电刷的载流容量可能大于15.5安培/平方厘米，正常速度限制为1520 m/min。由于铜电刷在铜换向器上滑动的磨损特性，这种电刷的使用寿命相对较低。因此，铜-石墨电刷通常只适用于大电流低压电机，而没有其他电刷可供选择。

结论

与一般导电金属相比，碳的体积密度和杨氏模量都很小，因此碳在滑动接触过程中具有优越性。碳刷通过滑动接触在静止和旋转部件之间传递电流起着重要作用，电刷的性能对旋转机械的性能有着显著的影响，电刷性能在很大程度上决定了电机、发电机等旋转设备的性能，因此电刷的选择必须慎重。