碳基材料的種類很多，包括炭黑、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纖維、碳納米管等。碳基材料的外觀往往都是黑色粉末，如何行之有效地加以區(qū)分以及如此高性能納米材料，如何去表征呢？今天為大家?guī)韺τ谔技{米管常見的幾種表征方法。
1、掃描電子顯微鏡
掃描電鏡是定位碳納米管、表征碳納米管形貌和位置方便和普遍的方法?？梢酝ㄟ^對碳納米管樣品進行表面噴金以改善成像質(zhì)量的方法，在1000-10萬倍放大倍數(shù)下觀察碳納米管的定位和形貌表征、測量碳納米管水平陣列的比例和密度、觀察碳納米管垂直陣列的順直性和曲折程度、基于軟件的幫助可以統(tǒng)計和測算碳納米管的長度等。同時還可以較為直觀地觀察碳納米管與其它功能材料在橡塑基材中復(fù)配后的分散效果。
2、透射電子顯微鏡
使用透射電鏡可以直接得到碳納米管的橫截面圖像，由于碳納米管的兩側(cè)原子投影密度高，在圖像中測量襯度像中兩條暗線之間的距離即可得到碳納米管的直徑。通過觀察左右平行線的數(shù)量可以確定碳納米管的層數(shù)，使用TEM對碳納米管的管徑測量精度可以達到0.05nm。另一方面，從外層的光滑粗糙程度可以判斷無定型碳的比例。
3、拉曼光譜儀
對于碳納米管的拉曼光譜，其典型峰出現(xiàn)在1350cm-1及1580cm-1處。其中1350cm-1峰稱為D峰，其強度對應(yīng)碳納米管的缺陷程度；1580cm-1峰稱為G峰，其強度對應(yīng)碳納米管的完整程度；科研人員常用IG/ID（或者ID/IG）來表征碳納米管的石墨化程度。另外可以根據(jù)在低波長處是否出現(xiàn)徑向呼吸峰可以進行區(qū)分碳納米管和石墨烯。
4、熱失重分析儀
熱失重分析儀可以在不同的測試氣氛下按照既定控溫程序記錄樣品的重量隨時間變化的曲線。熱失重測試可以表征碳納米管的熱穩(wěn)定性、碳相純度、各組分失重溫度、石墨化程度等。
5、紅外光譜儀
紅外光譜可以定性表征碳納米管原粉及改性后樣品其表面所帶有的官能團種類。
6、四探針電阻率測試儀
作為一種導(dǎo)電劑，碳納米管其粉體體積電阻率以及磨漿后的極片電阻率是能夠直接表征其導(dǎo)電能力的直接指標。通常簡單將碳納米管粉體粉碎、壓片然后經(jīng)四探針測試其粉體的體積電阻率，數(shù)值一般在20-100 mΩ·cm ；另一種是碳納米管粉體經(jīng)砂磨機磨漿后按照一定比例與正極材料、粘結(jié)劑等復(fù)合后涂膜烘干測試其極片電阻率。
7、比表面積分析儀
作為準一維的納米材料，碳納米管的比表面積很高，根據(jù)管徑的不同，市場上的碳納米管比表面積在60-1200 m2/g。比表面積分析儀利用液氮提供的低溫環(huán)境使得測試氣體分子在碳納米管表面形成單層吸附，通過換算吸附前后的測試氣體質(zhì)量差與樣品的比例表征出碳納米管的比表面積數(shù)值。
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