路径: 主页 > GB/T > 第521页 > GB/T 37152-2018 | 标准编号 | GB/T 37152-2018 (GB/T37152-2018) | | 中文名称 | 纳米技术 碳纳米管材料 薄层电阻 | | 英文名称 | Nanotechnology -- Carbon nanotube materials -- Sheet resistance | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | G13 | | 国际标准分类 | 59.100.20 | | 字数估计 | 14,139 | | 发布日期 | 2018-12-28 | | 实施日期 | 2018-12-28 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 37152-2018: 纳米技术 碳纳米管材料 薄层电阻
GB/T 37152-2018 英文名称: Nanotechnology -- Carbon nanotube materials -- Sheet resistance
1 范围
本标准规定了碳纳米管薄层电阻检测的标准方法,以便于使用者结合其自身应用情况作出恰当选
择。本标准目的在于评估经同一生产程序制造的不同批次的产品,其最终产品电导率的一致性控制。
针对每项应用,应建立起根据规定方法测得的参数与相关产品性能参数之间的关系。本标准包括下列
内容:
a) 本文件所用术语的定义;
b) 样品的制备建议;
c) 测量碳纳米管薄层电阻的实验程序概要;
d) 结果分析与数据讨论;
e) 实例分析。
2 术语和定义、缩略语
注:更为全面的纳米科技术语系列标准IEC/ISO/T S80004正在由IEC TC113/ISO TC229第一联合工作组编写中,并将包含在IEC/ISO/T S80004的不同部分。本标准在使用中将与IEC/ISO/T S80004最新版本中术语和定义保持一致。未被规定的术语引自科技文献。
2.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
2.1.1
单壁碳纳米管
由单层石墨烯片层卷曲而成的碳纳米管。
注:由单层石墨烯片卷曲而形成的无缝纳米级圆柱形蜂窝结构。
2.1.2
多壁碳纳米管
由同轴或近乎同轴的多层石墨烯片卷曲而成的无缝套管结构的碳纳米管。
注:该结构由多个单层碳纳米管嵌套而成。直径较小的呈圆柱状,随着直径的增加横截面趋向于多边形结构。
2.1.3
碳纳米管薄膜
用基板过滤法等形成的单壁或多壁碳纳米管薄膜。
2.1.4
薄层电阻
半导体或薄金属膜的薄层电阻,与电流平行厚度基本一致的薄膜的电阻。
2.1.5
电流-电压特性
存在于电流与对应电压(或电位差)之间的关系。
2.1.6
四探针测量法
一种测量材料电阻的方法,且所测电阻值不受探针电阻和接触电阻的影响。
注:方法中,与待测样品接触的四个探针呈直线排列,电压由位于内部的两个探针测得,电流是通过外部两个探针来提供。样品电阻可由欧姆定律算得,其电阻率可通过引入样本的几何参数求得。见参考文献[3,4]。
2.1.7
四线测量法
将线作为探针使用的四探针测量法。
2.1.8
四点测量法
将点状尖端作为探针使用的四探针测量法。
注:该法通常用于测量宽度远大于探针间距的薄膜样品的薄层电阻。
2.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
DCE:二氯乙烷
DMF:N,N-二甲基甲酰胺
PVDF:聚偏氟乙烯
THF:四氢呋喃
3 试样制备方法
3.1 概述
在四探针测量法中,宜将粉末状碳纳米管处理成片状或膜状样品[5,6]。由于片状样品制备过程中
可能会因为高压引起形变和改变碳纳米管的固有性质,因此优先选择膜状样品进行测试。为避免任何
外力可能对测量造成的显著影响,制备大面积的均匀碳纳米管薄膜十分重要。在薄膜的制备过程中,考
虑两个重要因素:
a) 选择合适的分散剂;
b) 确定制备薄膜时所需要的碳纳米管用量。
如果难以制备几何参数合适的均匀碳纳米管薄膜,则可将薄膜裁剪为带状。
3.2 试剂
3.2.1 碳纳米管
应将未经过处理的碳纳米管用于实验检测。
3.2.2 分散剂
推荐使用 THF作为常用碳纳米管的标准分散剂[7,8]。与其他有机分散剂(如 DMF、乙醇、1,2-
DCE)相比,THF可使碳纳米管均匀分散,减小碳纳米管在超声分散过程中的表面损伤,并可在薄膜形
成后被有效分离。推荐使用纯度 >99.8%的 THF以降低对碳纳米管的污染。本标准比较并总结了不
同分散剂的实验结果,并收录于附录A的表A.1中。
3.3 碳纳米管薄膜制备
首先将2mg碳纳米管分散于20mLTHF溶液中,设定初始温度为25℃,超声处理(浴式,40
kHz)30min。再使用220nm 孔径的PVDF滤膜(盘直径25mm)对悬浊液进行真空过滤,形成薄膜
(见图1)。将膜置于80℃ 的环境中干燥12h及以上至恒重。处理后的膜厚度为(50±1)μm,膜直径
为18mm(参见A.2和 A.3)。
3.4 带状碳纳米管薄膜的制备
通过抗静电切割器将碳纳米管薄膜剪裁为适用于四线测量法的带状样品。样品建议尺寸:宽度为
1mm~2mm,长度约为10mm。
4 碳纳米管薄层电阻的测定
4.1 四点测量法
4.1.1 方法应用范围
该方法适用于在薄膜制备和测试过程中形状和平整度保持不变的碳纳米管薄膜样品的薄层电阻
测定。
4.1.2 实验程序与测定条件
四点测......
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