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石墨烯纳米片检测

原创
发布时间:2025-06-30 14:52:39
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检测项目

形貌表征:

  • 尺寸分布:横向尺寸(50-1000nm)、厚度(0.34-5nm,参照ISO/TS 21356)
  • 表面粗糙度:Ra值(≤0.5nm)、均方根偏差(RMS≤0.7nm)
  • 边缘结构:锯齿状边缘比例(≥60%)、扶手椅边缘长度(100-500nm)
结构分析:
  • 层数检测:单层比例(≥95%,参照GB/T 40005)、堆叠顺序(AB或ABC型)
  • 晶格缺陷:缺陷密度(≤10^11 cm⁻²)、空位浓度(<0.1%)
  • 晶体取向:晶格常数(0.246nm±0.002nm)、六方对称性(SAED图案验证)
电学性能:
  • 电导率:室温值(≥100000 S/m,参照IEC 62607)
  • 载流子迁移率:电子迁移率(≥15000 cm²/V·s)、空穴迁移率(≥14000 cm²/V·s)
  • 电阻率:方块电阻(≤300 Ω/sq)、接触电阻(<1 kΩ·μm)
热学性能:
  • 热导率:平面热导率(≥3000 W/m·K)、各向异性比(≥10)
  • 热稳定性:氧化起始温度(≥450°C)、热分解点(600°C)
  • 热膨胀系数:线性系数(-6×10⁻⁶ K⁻¹)、温度范围(-196至400°C)
化学组成:
  • 元素纯度:碳含量(≥99.9 wt%)、氧含量(≤0.5 wt%)
  • 杂质分析:金属残留(Fe<10ppm、Cu<5ppm,参照GB/T 32469)
  • 官能团检测:羟基浓度(≤5%)、羧基密度(<2%)
光学性能:
  • 透光率:可见光波段(≥97.7%)、紫外吸收峰(270nm)
  • 拉曼光谱:G峰强度(1580 cm⁻¹)、D/G峰比(<0.1)
  • 荧光特性:量子产率(<0.01%)、激发波长(532nm)
力学性能:
  • 弹性模量:杨氏模量(1.0 TPa±0.1)、泊松比(0.165)
  • 断裂强度:极限强度(130 GPa)、应变率(20%)
  • 硬度检测:纳米压痕硬度(>100 GPa)、粘附力(<10 nN)
表面性质:
  • 比表面积:BET值(2630 m²/g)、孔径分布(0.5-2nm)
  • 润湿性:接触角(≥90°)、表面能(46.7 mJ/m²)
  • 表面电荷:Zeta电位(-30±5 mV)、等电点(pH 4.0)
缺陷检测:
  • 点缺陷:Stone-Wales缺陷密度(<0.01%)
  • 线缺陷:位错密度(≤10⁶ cm⁻²)、晶界分布
  • 面缺陷:褶皱面积比(<5%)、层间耦合强度
杂质检测:
  • 无机杂质:灰分含量(≤0.1%)、金属离子(Na⁺<50 ppm)
  • 有机残留:溶剂残留(<100 ppm)、聚合物含量(≤0.05%)
  • 水分含量:吸附水(<0.02%)、结合水(检测限0.001%)

检测范围

1. 纯石墨烯纳米片: 单层或多层粉末或悬浮液,重点检测层数精度与化学纯度,确保碳含量≥99.5%和缺陷密度≤10¹⁰ cm⁻²

2. 石墨烯增强复合材料: 聚合物基或金属基复合材料,侧重界面结合强度≥50 MPa和分散均匀性,使用形貌表征测试

3. 电子器件用石墨烯: 晶体管、电极材料,核心检测电导率≥10⁵ S/m和载流子迁移率,支持高频应用验证

4. 能源存储材料: 电池电极或超级电容器,重点比表面积≥1500 m²/g和循环稳定性,优化充放电性能

5. 传感器材料: 气体或生物传感器,检测灵敏度(ppm级)和响应时间<10 s,确保信号准确性

6. 生物医学应用: 药物载体或组织工程支架,侧重生物相容性(细胞存活率≥95%)和官能团控制

7. 涂层材料: 防腐或导电涂层,测试附着力≥5B和热稳定性(氧化温度≥400°C)

8. 导电墨水: 印刷电子用墨水,重点流变性能(粘度10-100 cP)和印刷分辨率≤50μm

9. 热管理材料: 散热片或界面材料,核心检测热导率≥1000 W/m·K和各向异性比

10. 催化材料: 光催化或电催化剂,侧重活性位点密度和催化效率(转化率≥90%),使用表面分析验证

检测方法

国际标准:

  • ISO/TS 21356:2021 纳米材料形貌表征方法(原子力显微镜应用)
  • ASTM D7984-21 石墨烯层数与缺陷拉曼光谱检测
  • IEC 62607-6-13:2020 纳米材料电导率测量规范
  • ISO 22007-2:2022 热导率瞬态平面源法
国家标准:
  • GB/T 40005-2021 石墨烯材料层数测定(透射电子显微镜法)
  • GB/T 32469-2016 石墨烯化学杂质含量测试(电感耦合等离子体质谱法)
  • GB/T 38273-2019 纳米材料力学性能纳米压痕试验方法
  • GB/T 40112-2021 石墨烯比表面积测定(气体吸附法)
方法差异说明:国际标准ISO/TS 21356侧重原子力显微镜分辨率≥0.1nm,而国标GB/T 40005优先采用透射电镜层数统计;电导率测试中,IEC 62607要求四点探针法精度±1%,GB/T 38273允许范德堡法变体;热导率检测ISO 22007规定激光闪射法,GB标准兼容稳态热流法

检测设备

1. 原子力显微镜: Bruker Dimension Icon(分辨率0.1nm,扫描范围90μm)

2. 透射电子显微镜: JEOL JEM-ARM200F(加速电压200kV,点分辨率0.08nm)

3. 拉曼光谱仪: Renishaw inVia Qontor(激光波长532nm,光谱分辨率1cm⁻¹)

4. 扫描电子显微镜: Zeiss GeminiSEM 500(放大倍数1-1000000x,电子束能量0.1-30keV)

5. X射线衍射仪: PANalytical Empyrean(角度范围0-160°,衍射精度0.0001°)

6. 四探针测试系统: Keithley 2450(电流范围0.1pA-1A,电阻测量±0.1%)

7. 热分析仪: TA Instruments DSC Q2000(温度范围-180-725°C,热容精度±0.1%)

8. 比表面积分析仪: Micromeritics ASAP 2460(孔径范围0.35-500nm,比表面精度±0.5%)

9. 紫外-可见光谱仪: PerkinElmer Lambda 1050(波长范围190-3300nm,吸光度精度0.0003)

10. 纳米压痕仪: Hysitron TI Premier(载荷范围1-10000μN,位移分辨率0.001nm)

11. 电感耦合等离子体质谱仪: Agilent 7900(检测限0.1ppt,质量范围2-260amu)

12. 傅里叶变换红外光谱仪: Thermo Scientific Nicolet iS50(波数范围7800-350cm⁻¹,分辨率0.09cm⁻¹)

13. 气相色谱-质谱联用仪: Shimadzu GCMS-QP2020(分离精度0.01min,检测限0.1ppb)

14. 电化学工作站: Gamry Reference 3000(电位范围±10V,电流精度0.2%)

15. 激光闪射导热仪: Netzsch LFA 467(温度范围-125-2000°C,热扩散率精度±3%)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师.

合作客户(部分)

1、自创办以来和政、企、军多方多次合作,并获得众多好评;

2、始终以"助力科学进步、推动社会发展"作为研究院纲领;

3、坚持科学发展道路,统筹实验建设与技术人才培养共同发展;

4、学习贯彻人大精神,努力发展自身科技实力。

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