#### 检测项目
石墨烯的检测项目主要包括以下几个方面：
1. **结构特性**
- 层数：单层石墨烯、多层石墨烯、石墨烯氧化物等。
- 晶体结构：晶格常数、晶格畸变等。
- 缺陷：晶格缺陷、边缘缺陷、空位等。
2. **化学成分**
- 元素组成：碳、氧等元素含量。
- 化学键：C=C键、C-O键等的存在形式。
- 杂质：金属杂质、非金属杂质等。
3. **物理性能**
- 电学性能：电导率、电阻率、载流子迁移率等。
- 热学性能：热导率、热容等。
- 机械性能：杨氏模量、断裂强度等。
4. **表面特性**
- 表面形貌：表面粗糙度、颗粒尺寸等。
- 表面能：亲水性、疏水性等。
#### 检测范围
石墨烯的检测范围涵盖从宏观到微观多个层次，包括：
1. **宏观范围**
- 块状样品的整体结构和性能。
- 片状石墨烯在基底上的均匀性和覆盖度。
2. **微观范围**
- 微观结构和缺陷分布。
- 纳米级别的表面形貌和化学键结构。
3. **原子尺度**
- 单个原子层面的晶格结构和原子排列。
- 原子级别的缺陷和杂质分布。
#### 检测方法
为了全面评估石墨烯的质量和性能，常用的检测方法包括光学、电子显微镜、光谱、热学和电学等多种技术。以下是几种常见的石墨烯检测方法：
1. **光学显微镜(Optical Microscopy)**
- **应用**：初步观察石墨烯的层数和覆盖度。
- **原理**：利用光的反射和干涉现象，识别不同层数的石墨烯。
- **优势**：简单快速，适用于大面积样品。
- **局限性**：分辨率有限，无法观察微观结构和缺陷。
2. **扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy, SEM)**
- **应用**：观察石墨烯的表面形貌和缺陷。
- **原理**：利用电子束扫描样品表面，获取高分辨率图像。
- **优势**：高分辨率，适用于观察纳米级别的细节。
- **局限性**：样品制备复杂，无法提供化学成分信息。
3. **透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy, TEM)**
- **应用**：观察石墨烯的原子级别结构和晶体缺陷。
- **原理**：电子束穿透样品，形成高分辨率图像。
- **优势**：超高分辨率，可观察原子级别的结构。
- **局限性**：样品制备非常复杂，操作难度大。
4. **拉曼光谱(Raman Spectroscopy)**
- **应用**：分析石墨烯的层数、缺陷和应力状态。
- **原理**：利用激光与样品相互作用，分析拉曼散射光谱。
- **优势**：非破坏性，可快速分析石墨烯的结构信息。
- **局限性**：对样品表面状态敏感，空间分辨率有限。
5. **X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)**
- **应用**：分析石墨烯的化学成分和化学键状态。
- **原理**：利用X射线照射样品，分析释放的光电子。
- **优势**：可提供化学成分和化学键信息。
- **局限性**：探测深度有限，样品需真空处理。
6. **原子力显微镜(Atomic Force Microscopy, AFM)**
- **应用**：测量石墨烯的表面形貌和厚度。
- **原理**：利用探针扫描样品表面，获取纳米级别的三维形貌图。
- **优势**：高空间分辨率，可测量纳米级别的高度变化。
- **局限性**：扫描速度较慢，对环境要求高。
7. **电学测试(Electrical Measurements)**
- **应用**：测量石墨烯的电导率、电阻率和载流子迁移率。
- **原理**：通过电流-电压特性曲线，分析样品的电学性能。
- **优势**：直接获得电学性能数据，适用于电子器件应用。
- **局限性**：需制备电极，测试条件复杂。
8. **热导率测试(Thermal Conductivity Measurements)**
- **应用**：测量石墨烯的热导率和热容。
- **原理**：利用热流和温差关系，计算样品的热导率。
- **优势**：提供热学性能数据，适用于热管理应用。
- **局限性**：测试设备复杂，需控制环境条件。
#### 检测仪器
检测石墨烯所需的仪器种类繁多，常用的仪器包括：
1. **光学显微镜**
- 主要品牌：Leica、Nikon、Olympus。
- 功能：初步观察石墨烯的层数和覆盖度。
2. **扫描电子显微镜(SEM)**
- 主要品牌：Hitachi、JEOL、FEI。
- 功能：高分辨率观察石墨烯的表面形貌和缺陷。
3. **透射电子显微镜(TEM)**
- 主要品牌：JEOL、FEI、Hitachi。
- 功能：超高分辨率观察石墨烯的原子级别结构。
4. **拉曼光谱仪**
- 主要品牌：Renishaw、Horiba、Thermo Fisher。
- 功能：分析石墨烯的层数、缺陷和应力状态。
5. **X射线光电子能谱仪(XPS)**
- 主要品牌：Thermo Fisher、Kratos、PHI。
- 功能：分析石墨烯的化学成分和化学键状态。
6. **原子力显微镜(AFM)**
- 主要品牌：Bruker、Asylum Research、Park Systems。
- 功能：测量石墨烯的表面形貌和厚度。
7. **电学测试仪器**
- 主要品牌：Keithley、Agilent、Keysight。
- 功能：测量石墨烯的电导率、电阻率和载流子迁移率。
8. **热导率测试仪器**
- 主要品牌：TA Instruments、Netzsch、Linseis。
- 功能：测量石墨烯的热导率和热容。
参考标准
DB13/T 2768.1-2018 石墨烯粉体材料检测方法 第1部分：灰分的测定
DB13/T 2768.2-2018 石墨烯粉体材料检测方法 第2部分：碳、氮、氢、硫、氧元素含量的测定
DB13/T 2768.3-2018 石墨烯粉体材料检测方法 第3部分：电导率的测定
DB13/T 2768.4-2018 石墨烯粉体材料检测方法 第4部分：比表面积、孔容和孔径的测定 BET法
DB13/T 2768.5-2018 石墨烯粉体材料检测方法 第5部分：热扩散系数的测定 闪光法
DB13/T 5025.1-2019 石墨烯-碳纳米管复合导电浆料测定方法 第1部分：固含量的测定
DB13/T 5025.2-2019 石墨烯-碳纳米管复合导电浆料测定方法 第2部分：水分含量的测定
DB13/T 5025.3-2019 石墨烯-碳纳米管复合导电浆料测定方法 第3部分：磁性异物含量的测定
DB13/T 5025.4-2019 石墨烯-碳纳米管复合导电浆料测定方法 第4部分：金属元素含量的测定电感耦合等离子体发射光谱法
DB13/T 5026.1-2019 石墨烯导电浆料物理性质的测定方法 第1部分：浆料粘度的测定 旋转粘度计法
DB13/T 5026.2-2019 石墨烯导电浆料物理性质的测定方法 第2部分：浆料细度的测定 刮板细度计法
DB13/T 5026.3-2019 石墨烯导电浆料物理性质的测定方法 第3部分：浆料极片电阻率的测定 四探针法
DB13/T 5255-2020 石墨烯导电油墨方阻的测定 四探针法
DB13/T 5256-2020 石墨烯改性导电聚苯乙烯材料通用技术规范
DB1310/T 228-2020 地暖管用石墨烯改性耐热聚乙烯导热母粒技术规范
DB1310/T 230-2020 矿井用石墨烯改性聚乙烯双抗料技术规范
DB22/T 3432-2023 公路钢护栏石墨烯复合防腐涂料应用技术规范
DB23/T 2492-2019 石墨烯材料 碳、氮、氢、硫、氧元素含量测试方法
DB32/T 3459-2018 石墨烯薄膜微区覆盖度测试 扫描电子显微镜法
DB32/T 3595-2019 石墨烯材料 碳、氢、氮、硫、氧含量的测定 元素分析仪法
DB32/T 3596-2019 石墨烯材料 热扩散系数及导热系数的测定 闪光法
DB32/T 3792-2020 石墨烯薄膜透光率测试 透光率仪法
DB32/T 3874-2020 额定电压35KV及以下挤包塑料绝缘电力电缆用石墨烯复合半导电屏蔽料通用要求
DB32/T 4026-2021 石墨烯材料热扩散系数测定 激光闪射法
DB32/T 4027-2021 石墨烯粉体电导率测定 动态四探针法
关于我们
中析研究所材料实验室提供
材料力学性能测试, 材料化学成分分析, 材料微观结构分析, 材料热性能测试, 材料电性能测试, 材料光学性能测试,材料环境适应性测试, 材料表面处理性能评估, 材料腐蚀与磨损测试, 材料老化性能测试, 材料粘接性能测试, 材料导热性能测试,材料声学性能测试, 材料磁性能测试
by NianGao