石墨烯检测:揭开未来材料的神秘面纱

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石墨烯检测:揭开未来材料的神秘面纱

概括

石墨烯,作为一种单原子层的碳材料,因其优异的导电、导热、强度等特性,被誉为“21世纪的奇迹材料”。自2004年首次被成功提取以来,石墨烯迅速引起了全球科学界的广泛关注。随着科技的进步,石墨烯的应用领域不断拓展,从电子产品到能源存储,再到医疗健康等多个领域。然而,为了确保石墨烯材料的质量和性能,精准的检测方法变得尤为重要。本文将详细探讨石墨烯的检测样品、检测项目、检测仪器和检测方法,为科研人员提供科学、严谨的参考。

检测样品

石墨烯的检测样品通常可以分为两类:单层石墨烯和多层石墨烯。单层石墨烯是由一个碳原子层组成的二维材料,厚度仅为0.335纳米,而多层石墨烯由多个石墨烯层组成,厚度通常在几纳米至几十纳米之间。检测样品的形态、大小和分散性都会影响其检测结果,因此,在进行石墨烯的质量评估时,选择代表性的样品至关重要。常见的样品形态包括粉末、薄膜、悬浮液和复合材料中的石墨烯颗粒。

检测项目

石墨烯的检测项目主要包括以下几项: 1. **层数分析**:石墨烯的层数直接影响其物理和化学性质,常见的检测方法有拉曼光谱、透射电子显微镜(TEM)等。 2. **形貌观察**:通过扫描电子显微镜(SEM)观察石墨烯的形态、尺寸及其分散性,以确定其质量。 3. **结构表征**:使用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱等技术对石墨烯的晶体结构进行分析,以了解其排列方式和缺陷情况。 4. **电学性能测试**:石墨烯的电导率和电阻特性是评估其应用潜力的重要指标,通常采用四探针测试法进行电学性能的测量。 5. **热性能测试**:石墨烯的导热性能是其优异特性的体现之一,热导率的测试对于其应用研究至关重要。

检测仪器

进行石墨烯检测时,常用的仪器包括: 1. **扫描电子显微镜(SEM)**:用于观察石墨烯的形貌和结构,可以清晰地看到颗粒的大小、形状及其表面特征。 2. **透射电子显微镜(TEM)**:可以提供高分辨率的石墨烯层数、缺陷和颗粒结构信息,是研究石墨烯最直接、最精确的仪器之一。 3. **拉曼光谱仪**:通过拉曼光谱的峰位和强度,能够精确判断石墨烯的层数、缺陷和应力状态,是石墨烯检测中不可或缺的工具。 4. **X射线衍射仪(XRD)**:用于检测石墨烯的晶体结构,分析其层次排列及有无杂质。 5. **四探针测试仪**:用于测试石墨烯的电导率,提供石墨烯电学性能的数据。 6. **激光热导率测试仪**:用于测量石墨烯的热导率,评估其热传导性能。

检测方法

石墨烯的检测方法包括物理分析法、化学分析法和性能测试法: 1. **物理分析法**:如通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌、结构和表面特征。 2. **拉曼光谱分析法**:拉曼光谱是检测石墨烯层数、缺陷及应力状态的有效方法。在拉曼光谱中,石墨烯特有的D峰、G峰和2D峰能够反映出其层数和结构特点。 3. **X射线衍射(XRD)法**:此方法可通过样品的衍射图谱分析其晶体结构,判断石墨烯的排列和缺陷程度。 4. **电学性能测试法**:通过四探针测试法或霍尔效应测试法,测量石墨烯的电导率和电阻率,进而评估其导电性能。 5. **热性能测试法**:使用激光热导率测试仪或热电偶法进行热导率测试,评估石墨烯的热传导性能。

检测标准(部分)

《 T/CGIA 006.1-2024 石墨烯材料 特性参数与测试方法——第1部分:薄膜 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯材料 特性参数与测试方法——第1部分:薄膜
  • 标准号:T/CGIA 006.1-2024
    中国标准分类号:C261
  • 发布日期:2024-06-30
    国际标准分类号:07.120
  • 实施日期:2024-06-30
    团体名称:中关村华清石墨烯产业技术创新联盟
  • 标准分类:数学、自然科学C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了以化学气相沉积(CVD)法制备的石墨烯薄膜的特征性能参数(简称特性参数),列出了每项特性参数的测试方法

    根据石墨烯材料的共性表征特性以及在不同应用领域有不同的技术要求,采用1+N+X表征法,其中:——1是指石墨烯材料的基础信息和参数,用于判定该材料是否是石墨烯材料;——N是指除层数之外的若干必要参数,即石墨烯材料制造企业在石墨烯材料生产工艺定型时应测试的特性参数,用于质量控制以及对外主动公示的参数项目;——X为若干可选参数,是供需双方根据具体应用场景,可能需要进一步开展材料质量检测或性能验证的参数项目

    石墨烯粉体应按照标准中确定必备参数和可选参数,主动报告典型值或限值范围

    本文件适用于石墨烯企业在石墨烯材料的研究开发、型式试验、企业标准制定以及上下游企业合作开发应用石墨烯材料时使用

    石墨烯材料具有优异的光学、电学、力学、热学及超大比表面积等特性。经过十多年的产业化努力,石墨烯在新能源电池、热管理(包括散热、电发热、绝热)、重防腐涂料、高端纤维纺织和国防军工等众多领域取得了显著的应用成果,市场规模逐年增长。随着石墨烯产业化进入新阶段,石墨烯材料的质量评价与全面精准管控已成为上下游企业共同关注的焦点和需求。制定石墨烯相关技术标准是促进和支持企业解决这一需求的有效途径。根据全国标准信息公共服务平台(https://std.samr.gov.cn/)的数据显示,截至2023年底,我国已发布了包括国家标准、行业标准、地方标准和团体标准在内的各级石墨烯相关标准共计133项。这些标准主要涵盖了石墨烯材料的系列测试方法和以石墨烯材料为功能的相关应用产品标准。但石墨烯材料的特性参数表征标准尚处于空白,导致石墨烯材料制造企业只能根据自身对石墨烯材料的认知和理解,选择几项甚至是非核心的特性参数来表征石墨烯材料。国际上IEC/TC113“电子电工产品和系统领域纳米技术”委员会于2014年启动了?IEC62565-3-1'Nanomanufacturing—Materialspecifications—Part3-1:Graphene–Blankdetailspecification',该标准列出了石墨烯材料各种形态的众多特性参数以及推荐的测试技术或标准,但未规定任何参数的具体要求值。这种标准化文件(BDS文件)在国际标准组织内是常见的,反映了新材料在产业发展初期标准制定的思路和策略。遗憾的是,该标准由于某些原因于2024年初终止了制定程序,项目提案作废。因此,借鉴国际标准制定思路,在国内建立一套表征石墨烯材料(含薄膜、粉体、浆料等)的标准已成为石墨烯产业发展的急盼。本标准针对石墨烯材料,建立了系统的特性参数列表,由2部分组成:第1部分薄膜;第2部分粉体及浆料。石墨烯材料涉及的特性参数达30余项。为了方便企业使用,本标准创新性地将这些参数按1+N+X模式进行分类表征。上下游企业根据具体使用场景协商选择合适的参数内容,并通过持续的双向反馈,不断精准掌握石墨烯材料的关键质量和性能参数列表,以实现质量的稳定和应用开发的指导。

《 T/CGIA 006.2-2024 石墨烯材料 特性参数与测试方法——第2部分:粉体与浆料 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯材料 特性参数与测试方法——第2部分:粉体与浆料
  • 标准号:T/CGIA 006.2-2024
    中国标准分类号:C261
  • 发布日期:2024-06-30
    国际标准分类号:07.120
  • 实施日期:2024-06-30
    团体名称:中关村华清石墨烯产业技术创新联盟
  • 标准分类:数学、自然科学C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了石墨烯粉体和浆料的特征性能参数(简称特性参数),列出了每项特性参数的测试方法

    根据石墨烯材料的共性表征特性以及在不同应用领域有不同的技术要求,采用1+N+X表征法,其中:——1是指石墨烯材料的基础信息和参数,用于判定该材料是否是石墨烯材料;——N是指除层数之外的若干必要参数,即石墨烯材料制造企业在石墨烯材料生产工艺定型时应测试的特性参数,用于质量控制以及对外主动公示的参数项目;——X为若干可选参数,是供需双方根据具体应用场景,可能需要进一步开展材料质量检测或性能验证的参数项目

    石墨烯粉体应按照表1和表2中的全部参数以及表4中适用的可选参数,主动报告典型值或限值范围

    对于石墨烯浆料,应按照表1、表2和表3中的全部参数以及表4中适用的可选参数,主动报告典型值或限值范围

    本文件中列出的测试技术和测试标准供参考,供需双方也可根据协商选择其它合适的方法作为特性测试的依据

    本文件适用于石墨烯企业在石墨烯材料的研究开发、型式试验、企业标准制定以及上下游企业合作开发应用石墨烯材料时使用

    石墨烯材料具有优异的光学、电学、力学、热学及超大比表面积等特性。经过十多年的产业化努力,石墨烯在新能源电池、热管理(包括散热、电发热、绝热)、重防腐涂料、高端纤维纺织和国防军工等众多领域取得了显著的应用成果,市场规模逐年增长。随着石墨烯产业化进入新阶段,石墨烯材料的质量评价与全面精准管控已成为上下游企业共同关注的焦点和需求。制定石墨烯相关技术标准是促进和支持企业解决这一需求的有效途径。根据全国标准信息公共服务平台(https://std.samr.gov.cn/)的数据显示,截至2023年底,我国已发布了包括国家标准、行业标准、地方标准和团体标准在内的各级石墨烯相关标准共计133项。这些标准主要涵盖了石墨烯材料的系列测试方法和以石墨烯材料为功能的相关应用产品标准。但石墨烯材料的特性参数表征标准尚处于空白,导致石墨烯材料制造企业只能根据自身对石墨烯材料的认知和理解,选择几项甚至是非核心的特性参数来表征石墨烯材料。国际上IEC/TC113“电子电工产品和系统领域纳米技术”委员会于2014年启动了?IEC62565-3-1'Nanomanufacturing—Materialspecifications—Part3-1:Graphene–Blankdetailspecification',该标准列出了石墨烯材料各种形态的众多特性参数以及推荐的测试技术或标准,但未规定任何参数的具体要求值。这种标准化文件(BDS文件)在国际标准组织内是常见的,反映了新材料在产业发展初期标准制定的思路和策略。遗憾的是,该标准由于某些原因于2024年初终止了制定程序,项目提案作废。因此,借鉴国际标准制定思路,在国内建立一套表征石墨烯材料(含薄膜、粉体、浆料等)的标准已成为石墨烯产业发展的急盼。本标准针对石墨烯材料,建立了系统的特性参数列表,由2部分组成:第1部分薄膜;第2部分粉体及浆料。石墨烯材料涉及的特性参数达30余项。为了方便企业使用,本标准创新性地将这些参数按1+N+X模式进行分类表征。上下游企业根据具体使用场景协商选择合适的参数内容,并通过持续的双向反馈,不断精准掌握石墨烯材料的关键质量和性能参数列表,以实现质量的稳定和应用开发的指导。

《 T/CSTM 00924-2024 石墨烯改性铝基输电导线中石墨烯的 定性检测 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯改性铝基输电导线中石墨烯的 定性检测
  • 标准号:T/CSTM 00924-2024
    中国标准分类号:K40/C383
  • 发布日期:2024-05-31
    国际标准分类号:29.050
  • 实施日期:2024-08-31
    团体名称:中关村材料试验技术联盟
  • 标准分类:电气工程C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了采用拉曼光谱法和透射电镜法定性检测石墨烯改性铝基输电导线中石墨烯材料的试验方法,包括原理、制样方法、结果判定等

    其中制样方法中,溶液萃取法制样适用于拉曼光谱法分析和透射电镜法分析,切片法制样仅适用于拉曼光谱法分析

    本文件适用于通过石墨烯与铝粉湿法混合制备出石墨烯铝复合母体基材,然后通过冶金工艺将其稀释于铝基体中而制备的石墨烯/铝基复合输电导线

    其他方法制备的石墨烯/铝基复合导线中石墨烯的定性检测也可参考本文件执行

    本文件规定了采用拉曼光谱法和透射电镜法定性检测石墨烯改性铝基输电导线中石墨烯材料的试验方法,包括原理、制样方法、结果判定等。其中制样方法中,溶液萃取法制样适用于拉曼光谱法分析和透射电镜法分析,切片法制样仅适用于拉曼光谱法分析。本文件适用于通过石墨烯与铝粉湿法混合制备出石墨烯铝复合母体基材,然后通过冶金工艺将其稀释于铝基体中而制备的石墨烯/铝基复合输电导线。其他方法制备的石墨烯/铝基复合导线中石墨烯的定性检测也可参考本文件执行。

《 T/CI 348-2024 黑白石墨烯抗磨产品通用技术要求 》标准简介

  • 标准名称:黑白石墨烯抗磨产品通用技术要求
  • 标准号:T/CI 348-2024
    中国标准分类号:J21/C266
  • 发布日期:2024-05-13
    国际标准分类号:21.260
  • 实施日期:2024-05-13
    团体名称:中国国际科技促进会
  • 标准分类:机械系统和通用件C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了黑白石墨烯抗磨产品的产品要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存等要求。本文件适用于黑白石墨烯抗磨产品的生产与性能测定。

《 GB/T 43682-2024 纳米技术 亚纳米厚度石墨烯薄膜载流子迁移率及方块电阻测量方法 》标准简介

  • 标准名称:纳米技术 亚纳米厚度石墨烯薄膜载流子迁移率及方块电阻测量方法
  • 标准号:GB/T 43682-2024
    中国标准分类号:A42
  • 发布日期:2024-03-15
    国际标准分类号:71.040.50
  • 实施日期:2024-07-01
    技术归口:全国纳米技术标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:化工技术分析化学物理化学分析方法
  • 内容简介:

    国家标准《纳米技术 亚纳米厚度石墨烯薄膜载流子迁移率及方块电阻测量方法》由TC279(全国纳米技术标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    本文件描述了亚纳米厚度石墨烯薄膜的霍尔器件样品制备与载流子迁移率及方块电阻测量的原理、设备、器件制备及测量过程、计算方法、不确定度的分析与计算,以及测量报告等。
    本文件适用于长度和宽度均大于100 μm的亚纳米厚度石墨烯薄膜的载流子迁移率(<104 cm2/Vs)和方块电阻的测量。

《 DB32/T 4723-2024 石墨烯材料包装储运通用要求 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯材料包装储运通用要求
  • 标准号:DB32/T 4723-2024
    中国标准分类号:Q53
  • 发布日期:2024-04-03
    国际标准分类号:170.040.20
  • 实施日期:2024-05-03
    技术归口:江苏省石墨烯标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:江苏省市场监督管理局
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象制造业江苏省
  • 内容简介:

    地方标准《石墨烯材料包装储运通用要求》,主管部门为江苏省市场监督管理局。本文件规定了石墨烯材料的包装、标志、储存、运输和安全要求。本文件适用于石墨烯粉体、石墨烯浆料、石墨烯滤饼和石墨烯薄膜的包装储运。

《 T/COOA 8-2023 石墨烯尼龙眼镜架 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯尼龙眼镜架
  • 标准号:T/COOA 8-2023
    中国标准分类号:/C404
  • 发布日期:2023-10-24
    国际标准分类号:11.040.70
  • 实施日期:2024-03-01
    团体名称:中国眼镜协会
  • 标准分类:医药卫生技术C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了石墨烯尼龙眼镜架的要求,描述了相应的试验方法,规定了标志的内容。本文件适用于石墨烯尼龙材料制成的眼镜架。

《 GB/T 43598-2023 纳米技术 石墨烯粉体氧含量和碳氧比的测定 X射线光电子能谱法 》标准简介

  • 标准名称:纳米技术 石墨烯粉体氧含量和碳氧比的测定 X射线光电子能谱法
  • 标准号:GB/T 43598-2023
    中国标准分类号:A43
  • 发布日期:2023-12-28
    国际标准分类号:71.040.99
  • 实施日期:2024-07-01
    技术归口:全国纳米技术标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:化工技术分析化学有关分析化学的其他标准
  • 内容简介:

    国家标准《纳米技术 石墨烯粉体氧含量和碳氧比的测定 X射线光电子能谱法》由TC279(全国纳米技术标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    本文件描述了用X射线光电子能谱技术(XPS)测定石墨烯粉体中氧元素含量(原子分数)和碳氧比的方法。本文件适用于石墨烯粉体、石墨烯浆料,其他碳基纳米材料的测定参照执行。

《 T/ZZB 3253-2023 石墨烯低温辐射电热膜 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯低温辐射电热膜
  • 标准号:T/ZZB 3253-2023
    中国标准分类号:C309
  • 发布日期:2023-10-10
    国际标准分类号:27.010
  • 实施日期:2023-11-01
    团体名称:浙江省质量协会
  • 标准分类:能源和热传导工程C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了石墨烯低温辐射电热膜的术语和定义、分类和标记、基本要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、使用说明书、运输及贮存和质量承诺。本文件适用于建筑供热用石墨烯低温辐射柔性电热膜(以下简称“电热膜”),其单相装置的额定电压不超过250V,工作温度不超过65℃,其他装置的额定电压不超过480V。其他行业的电热供暖用柔性电热膜也可参照使用。

《 T/SPSTS 031-2023 石墨烯材料表面电势测量 原子力显微术 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯材料表面电势测量 原子力显微术
  • 标准号:T/SPSTS 031-2023
    中国标准分类号:C309
  • 发布日期:2023-11-25
    国际标准分类号:17.040.20
  • 实施日期:2023-11-25
    团体名称:深圳市电源技术学会
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了采用原子力显微术测量石墨烯材料表面电势的术语和定义、仪器设备、样品前处理、测试方法、计算方法、测量结果的不确定度评定及测试报告。本文件适用于化学气相沉积法(CVD法)制备的石墨烯材料表面电势的测量。

《 GB/T 43341-2023 纳米技术 石墨烯的缺陷浓度测量 拉曼光谱法 》标准简介

  • 标准名称:纳米技术 石墨烯的缺陷浓度测量 拉曼光谱法
  • 标准号:GB/T 43341-2023
    中国标准分类号:G30
  • 发布日期:2023-11-27
    国际标准分类号:71.040.50
  • 实施日期:2024-06-01
    技术归口:全国纳米技术标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:化工技术分析化学物理化学分析方法
  • 内容简介:

    国家标准《纳米技术 石墨烯的缺陷浓度测量 拉曼光谱法》由TC279(全国纳米技术标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    本文件描述了利用拉曼光谱法测量石墨烯缺陷浓度的方法,包括原理、仪器参数要求、样品准备、试验步骤及数据分析与处理。本文件适用于横向尺寸不小于2μm、物性均匀、表面洁净的单层石墨烯的点缺陷浓度测量。

《 T/ZGIA 110-2022 石墨烯基防护性口罩 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯基防护性口罩
  • 标准号:T/ZGIA 110-2022
    中国标准分类号:N7820
  • 发布日期:2022-12-23
    国际标准分类号:13.340.30
  • 实施日期:2022-12-24
    团体名称:中关村石墨烯产业联盟
  • 标准分类:N 水利、环境和公共设施管理业环保、保健和安全
  • 内容简介:

    本文件规定了石墨烯基防护型口罩的术语与定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等要求本文件适用于在日常生活中空气环境下滤除颗粒物和花粉所佩戴的防护型口罩

    本文件不适用于缺氧环境、医用及特殊劳动用呼吸防护时使用的口罩

《 T/CGIA 005-2022 石墨烯材料开发与制造能力等级评价 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯材料开发与制造能力等级评价
  • 标准号:T/CGIA 005-2022
    中国标准分类号:A20/C419
  • 发布日期:2022-12-30
    国际标准分类号:99
  • 实施日期:2022-12-30
    团体名称:中关村华清石墨烯产业技术创新联盟
  • 标准分类:A 农、林、牧、渔业
  • 内容简介:

    本标准对企业在石墨烯材料开发能力和制造能力建立了分类分级,提供了评价指标和评定方法对于初创型企业,主要评价其开发能力;对于规模型企业,评价其开发能力和制造能力本标准适用于:(1)第三方评价,结果可作为下游应用企业选择“合格的石墨烯材料合作伙伴”时的依据,也可作为石墨烯企业在本行业内展示自身能力的依据(2)石墨烯材料制造企业和石墨烯材料应用企业的自我评价,用于指导企业发展,以实现持续改进石墨烯由于自身优异的光、电、力、热性能,在储能(锂离子电池、超级电容器、燃料电池等)、热管理(导电散热材料)、纺织(抗菌抗病毒、红外、防紫外线)、传感器(生物及化学传感器、物理传感器)等领域均有应用

    自获”诺奖“之年起算,石墨烯产业发展已有12年,客观讲我国石墨烯产业取得了巨大的发展成就,专利申请与应用研究均居世界领先地位,企业数量持续增加

    据不完全统计,截止到2022年底,我国与石墨烯相关的企业共计3.8万家

    石墨烯领域的头部企业正逐渐显现,部分企业由于产业介入时间早,技术储备深厚,市场探索充分,产业得到了快速发展,形成了技术与生产均衡发展的“规模型”企业;同时,鉴于近年来石墨烯在动力电池,热管理、抗菌织物等诸多应用领域研究的深入研究,新兴起了一批以应用导向为目标但暂未具备规模化量产能力与稳定客户的“初创型”企业

    两类企业各有特色,均是石墨烯产业发展不可或缺的部分

    然而石墨烯产业存在上下游企业信息不对称,精准对接难的痛点,联盟基于石墨烯产业发展的实际现状以及下游应用企业关注重点,标准立足开发能力、制造能力两大产业关注点,基于适用性、客观性、系统性和引领性四原则建立了7个维度20个细分指标体系

    做好企业能力等级评价,对产业发展有积极促进作用,主要体现在:--有助于营造风清气正的产业环境:作为“诺奖”材料,石墨烯曾“风靡一时”,各种“石墨烯”产品层出不穷,投资指数居高不下,导致部分不良商家打着石墨烯的幌子进行虚假宣传或过度宣传,一定程度上影响了石墨烯在大众视野的印象,虽然近年来由于学术界的纠偏及投资理性化,石墨烯产业逐渐回温,但依然需要一个客观的评价标准来规范行业发展;--有助于优势企业宣传及上下游对接:客观科学的评价有助于有真实研发实力的宣传推广、融资对接及决策;同时对于合作伙伴的选择亦具有实际指导作用,通过标准可以精确匹配细分领域,了解市场及产品质量情况、战略规划及布局情况等对供需有价值的判断要素;--有助于引领国际领先的发展模式:我国石墨烯产业与其他国家相比处于大部分并跑,部分领跑的状态,我国石墨烯产业的发展模式一定程度上影响了国际石墨烯产业形式,形成了“国际石墨烯看中国”的现状,在我国首次提出石墨烯产业开发与制造能力等级评价,必将对世界石墨烯产业产生积极影响

《 T/CGIA 004.4-2022 石墨烯材料 绿色制备与温室气体排放 核算指南 第4部分:电弧放电法 》标准简介

  • 标准名称:石墨烯材料 绿色制备与温室气体排放 核算指南 第4部分:电弧放电法
  • 标准号:T/CGIA 004.4-2022
    中国标准分类号:CCSA20/C261
  • 发布日期:2022-12-30
    国际标准分类号:01.020
  • 实施日期:2022-12-30
    团体名称:中关村华清石墨烯产业技术创新联盟
  • 标准分类:C 制造业综合、术语学、标准化、文献
  • 内容简介:

    本文件梳理了工业电弧法制备石墨烯的典型工艺流程,列举了原料、能耗等关键因素的消耗范围,整理了典型工艺的温室气体排放核算方法,提出了绿色制备途径,推荐了绿色制备最佳实践与潜在技术和碳减排建议,并给出了企业台账的模板参考本文件提供了石墨烯材料制造过程中的减量化、资源化及再利用、无害化方面的指南本文件适用于绿色园区规划、绿色厂房建设、绿色工艺评价、绿色投资决策等2020年我国向世界庄严承诺,我国二氧化碳排放力争在20多年达到峰值,努力争取在2060年前实现碳中和

    诺必行、行必果,“3060双碳”目标的提出,必将对我国各行各业发展产生重大而现实的影响

    2021年中共中央、国务院印发的《国家标准化发展纲要》中指出:完善绿色发展标准化保障,建立健全碳达峰、碳中和标准,筑牢绿色生产标准基础

    由此可见,绿色工艺、绿色技术、绿色发展是产业未来发展方向,可以保证产业行稳致远

    石墨烯材料作为一种涉碳纳米新材料,具有多重优异的本征性质,在新能源、热管理、5G及电子器件、电力电网、航空航天、轨道交通及汽车、军工装备、体育器材、健康医疗等领域有着广阔的应用前景

    经过10余年的发展,石墨烯在部分应用领域已取得了突破,呈现出良好的发展势头,产业规模逐年扩大

    在“3060双碳”目标的大背景下,石墨烯材料作为新兴技术,不仅需要重视自身发展绿色化的问题,同时也要思考如何利用自身材料性能优势为其他产业绿色低碳发展提供技术解决方案

    本标准将聚焦不同工艺的石墨烯材料绿色制备

    石墨烯材料的制备方法通常分为“自上而下”(Top-Down)和“自下而上”(Bottom-Up)两类,见图1

    其中,自上而下是指以石墨为原材料,采用物理、化学方法得到石墨烯材料,典型代表有机械剥离法、液相剥离法、氧化还原法、电化学法等;自下而上是指以碳氢化合物、单晶硅等含有碳元素的材料为原材料,在高温、超真空等环境下制备出石墨烯材料,典型代表有化学气相沉积(CVD)法、等离子体化学气相沉积(PECVD)法、SiC外延生长法、有机合成法、电弧法等

    本部分是针对电弧法制备石墨烯,以国家相关标准为基础,结合电弧法具体的工艺而制定

    这些基础国家标准有《绿色产品评价通则》(GB/T33761-2017)、《绿色工厂评价通则》(GB/T36132-2018)、《行业循环经济实践技术指南编制通则》(GB/T39161-2020)等

    由于不同的应用场景对产品的性能要求、成本要求及效率要求不同,各企业采用的技术与工艺会有差异,指南中所录数据及技术为编制人员对典型工艺与技术的梳理,可能与企业实际生产状况存在偏差,属正常现象,文件发布实施后会根据产业发展情况及规范化程度同步对文本进行相应的修订与更新

暂无更多检测标准,请联系在线工程师。

结语

随着石墨烯在各行各业的应用逐渐深入,准确、科学的检测方法显得尤为重要。通过多项检测手段的结合,可以全面评估石墨烯的结构、性能及其潜在应用价值。从形貌观察到电学性能、热导性能的测试,每一项检测都为石墨烯的研发和产业化奠定了坚实的基础。未来,随着科技不断进步,石墨烯的检测技术也将不断发展,为其在高端技术领域的应用提供更多支持。

结语

以上是关于石墨烯检测:揭开未来材料的神秘面纱的介绍,如有其它问题请 联系在线工程师

 
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