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tianbing008

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[交流] 如何評(píng)價(jià)碳納米管的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，有哪些性能指標(biāo)，如何表征？

要買碳納米管用作鋁基復(fù)合材料的增強(qiáng)體，國(guó)內(nèi)目前有很多生產(chǎn)CNTs的廠家，但它們給的指標(biāo)都大同小異，比如純度(含碳量），比表面，直徑、長(zhǎng)度等，根本看不出什么差異。也看了些文獻(xiàn)，主要就是拉曼光譜確定碳管的結(jié)構(gòu)完整性，TEM或者HR-TEM觀察微觀組織。還有哪些指標(biāo)來確定碳管的質(zhì)量好壞呢？

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1樓 2013-08-23 17:48:10

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tianbing008

鐵桿木蟲 (著名寫手)

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引用回帖:

8樓: Originally posted by wulishi8 at 2013-08-24 17:25:15
嗯，你這種實(shí)驗(yàn)單壁管和雙壁都是用不起的。
多壁管的話，主要是純度，層數(shù)，直徑，長(zhǎng)度，制備方法，決定了碳管的楊氏模量，剛性模量。
你要想提高剛度和強(qiáng)度，那么多壁碳管的純度越高越好，直徑越小越好，長(zhǎng)度越 ...

是的，單壁和雙壁根本用不起，另外，文獻(xiàn)報(bào)道電弧法制備的碳管缺陷少，純度高，但產(chǎn)量低，價(jià)格自然也就貴了。
至于CVD法，催化劑一班都是Fe, Co, Ni，反應(yīng)氣就多了，有乙烯、甲烷、乙炔等等，你說到了制備方法，如果純度、長(zhǎng)徑比等相差不大的話，原材料對(duì)強(qiáng)度和模量的影響應(yīng)該是不顯著的吧？
另外，就算是CVD法的多壁管，純度越高，價(jià)格也就越高了。而純度，廠家都給的是含碳量，也就說即使相同純度，里面非晶碳或者無定形碳的含量也不一樣？
直徑越小、長(zhǎng)度越長(zhǎng)，比表面越大，就越容易團(tuán)聚，越難分散，綜合以上的因素，我應(yīng)該只能對(duì)去選擇一個(gè)折衷的值。
關(guān)于模量的測(cè)試，我看過Nature里面1996年的一篇文章，不過似乎并沒有理解那個(gè)的精髓。至于強(qiáng)度，我以前似乎看到過用AFM可以測(cè)，但當(dāng)時(shí)沒有留意，現(xiàn)在沒找到那篇文章，也有可能是自己記錯(cuò)了（我應(yīng)該也不會(huì)去測(cè)這兩個(gè)指標(biāo)，不過想知道怎么操作）

小碩一名，導(dǎo)師很忙，加之所有問題都會(huì)讓我自己先解決，理論的東西我可以查資料、文獻(xiàn)等等，這種實(shí)際的又比較細(xì)的就很迷茫。真的真的非常感謝你

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9樓2013-08-24 18:11:31

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gxytju2008

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tianbing008: 金幣+2, 出于成本因素，從一開始就得考慮，也看了下sigma公司的，太貴了，用于結(jié)構(gòu)材料，即使高精尖的行業(yè)也難以承受 2013-08-24 11:13:08

透射看均不均勻啥的..話說..國(guó)內(nèi)的碳管都不咋樣,長(zhǎng)得很丑的

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2樓2013-08-23 23:07:47

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wulishi8

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kunpeng1782: 金幣+5, MN-EPI+1, 專家考核, 系統(tǒng)的總結(jié) 2013-08-24 07:09:50
tianbing008: 金幣+10, 非常有幫助，得多向前輩請(qǐng)教 2013-08-24 10:53:35

碳管的質(zhì)量主要由兩部分組成：
1.廣義上的純度。
包含兩方面：
　　一個(gè)是，是否有其他雜質(zhì)存在，如，催化劑，無定形碳，石墨片，等等�？梢酝ㄟ^熱重分析（TGA）來判斷。
　　另一個(gè)是，是否包含其他類型的碳管，如單壁管的各種手性，或者不同層數(shù)的碳管的混合，等等�？梢酝ㄟ^拉曼光譜，PL熒光光譜確定。

2.碳管的結(jié)晶度和缺陷以及官能團(tuán)
　　結(jié)晶度，同樣的測(cè)試條件下，不同結(jié)晶度的樣品，拉曼光譜的絕對(duì)強(qiáng)度，可以一定程度上來反映結(jié)晶的程度，但不可以定量。也可以通過ＸＲＤ來相對(duì)比較，但是不如拉曼光譜準(zhǔn)確。
　　缺陷，通過觀察D峰相對(duì)G峰的強(qiáng)弱（也是相對(duì)的強(qiáng)弱，不可以絕對(duì)化），來判斷缺陷程度。另外，D峰也和樣品的純度有關(guān)。除了拉曼光譜，還可以用TEM，STM等確定，但是只是小范圍的，不好判斷整體樣品情況，所以還是首選拉曼光譜，快速，經(jīng)濟(jì)。
　　官能團(tuán)，可以通過紅外等手段，研究是否掛有官能團(tuán)。

　　最后，碳管的長(zhǎng)度，本身就是一個(gè)很寬的范圍。除了陣列的或者是平行于基底長(zhǎng)的碳管，一般情況下，很難控制長(zhǎng)度。尤其是工廠大規(guī)模制備的碳管，長(zhǎng)度千差萬別，很難通過電鏡，AFM等手段完全確定。
　　單壁和雙壁管的直徑可以通過拉曼光譜確定。也可以使用ＴＥＭ來統(tǒng)計(jì)任何類型的碳管的直徑，但是僅僅是一定數(shù)量上的統(tǒng)計(jì)學(xué)概念。
　　比表面積。取決于碳管的類型，純度，結(jié)晶度，官能團(tuán)，非常難以判斷，只能進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。

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3樓2013-08-24 02:57:23

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lvyiyilv

木蟲 (職業(yè)作家)

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小木蟲: 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
tianbing008: 金幣+3, 直接觀察廠家提供的嗎，要經(jīng)過自己處理不，不然是不是都是團(tuán)聚的？ 2013-08-24 11:18:07

表面是不是干凈很干凈，層數(shù)，層數(shù)均勻性

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4樓2013-08-24 08:25:01

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