CN110726712A - 不均匀石墨的石墨化度测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不均匀石墨的石墨化度测定方法,包括:步骤A,获得待测试石墨样品,将石墨样品置于载玻片上;步骤B,选择白光模式采集石墨样品测试区域的白光图片;步骤C,设置测试的面积大小及每个测试点的间隔;步骤D,利用激光模式对石墨样品测试区域进行面扫描测试;步骤E,将面扫描得到的若干测试点的图谱平均化处理并得到积分数据。本发明通过面扫描后取平均值,测试的结果更具有准确性,大大降低了测试误差,在极大提高数据准确性的前提下,并未降低工作效率,也未提高工作成本,可行性较高。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种不均匀石墨的石墨化度测定方法。
背景技术
随着石墨材料的广泛应用,对石墨的鉴定需求越来越多,石墨结构和性质的鉴定方法也各种各样,其中拉曼光谱法具有无损检测、操作简便的优点。鉴定石墨的方法主要是研究G峰,D峰的形貌及比值ID/IG(D峰与G峰的面积积分)。G峰是石墨烯的主要特征峰,是由sp2碳原子的面内振动引起的,它出现在1580cm-1附近,该峰能有效反映石墨烯的层数。拉曼光谱在表征石墨烯材料的缺陷方面具有独特的优势,带有缺陷的石墨烯在1350cm-1附近会有拉曼D峰,一般用D峰与G峰的强度比(ID/IG)来表征石墨烯中的缺陷密度与石墨化度。
现行拉曼测试石墨材料是通过测试单点,或者测试几个点取均值来计算平均的石墨化程度,取多个点可以降低选择区域的偶然性。但是仍不能反应石墨的整体石墨化情况,测试点位越多,数据越准确,但是消耗成本增加,通过多点测量取平均值来确保测定数据的准确性。对于不均匀的石墨样品,每个点可能石墨化度会有差异,此时需要评估石墨的不均匀程度和石墨化度。
现有石墨化度测定都是将测试样品平铺在玻璃片上,测定3到5个点然后取平均值,测试数目少,结果不具有代表性,普通拉曼共聚焦显微光谱仪为了达到高响应度效果,采用高聚焦单点测试,测试的区域只有微米级别,对于不均匀的石墨来说测试结果不具有代表意义。拉曼光谱测量有一个显著特征就是“点测量”,即拉曼光谱的测量位置为一个直径在微米级别的“点”。这样的点测量方式可以保证最大的拉曼光谱收集效率,对于一些特定应用是非常方便的,比如需要对体积较小的物体进行精确的测定。但在有些时候,高聚焦反而是一种缺陷,甚至变成阻碍拉曼光谱技术在应用中推广的障碍。
发明内容
现有技术中,用拉曼测试石墨材料,由于高空间分辨率高聚焦,只能测试极小区域,在测试不均匀石墨样品时,存在少数点位无法代表整体样品的缺陷,数据不够准确。本发明的目的在于,针对上述现有技术的不足,提供一种不均匀石墨的石墨化度测定方法,在控制成本的前提下,通过面扫描后取平均值,使得测试后的数据更具代表性,准确性高。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种不均匀石墨的石墨化度测定方法,包括:
步骤A,获得待测试石墨样品,将石墨样品置于载玻片上;
其特点是还包括以下步骤:
步骤B,选择白光模式采集石墨样品测试区域的白光图片;
步骤C,设置测试的面积大小及每个测试点的间隔;
步骤D,利用激光模式对石墨样品测试区域进行面扫描测试;
步骤E,将面扫描得到的若干测试点的图谱平均化处理并得到积分数据。
作为一种优选方式,所述石墨样品为石墨粉;所述步骤A中,将石墨粉放置于载玻片上并压平。
作为一种优选方式,所述石墨样品为石墨块;所述步骤A中,先对石墨块进行磨平处理,再将石墨块放置于载玻片上。
作为一种优选方式,所述石墨样品为石墨粉;所述步骤A中,先将石墨粉分散至乙醇中得到溶液,再将溶液进行超声处理,最后将溶液滴在载玻片上;待乙醇溶剂挥发后再执行所述步骤B。
与现有技术相比,本发明通过面扫描后取平均值,测试的结果更具有准确性,大大降低了测试误差,在极大提高数据准确性的前提下,并未降低工作效率,也未提高工作成本,可行性较高。
附图说明
图1为待测试石墨样品示意图。
图2、图3、图4为随机测试3个点的结果图示。
图5为测试面积及每个测试点的间隔示意。
图6为面扫描测试数据平均化处理后示意图。
图7为面扫描成像图。
图8为石墨化度较低区域单谱图。
图9为石墨化度较高区域单谱图。
具体实施方式
本发明所述不均匀石墨的石墨化度测定方法,包括:
步骤A,获得待测试石墨样品,将石墨样品置于载玻片上。
步骤B,选择白光模式采集石墨样品测试区域的白光图片。
步骤C,设置测试的面积大小及每个测试点的间隔。
步骤D,利用激光模式对石墨样品测试区域进行面扫描测试;在控制成本,测试时间合理的情况下,采用面扫描技术,获得尽量多的数据,提高了设备运行效率,得出的平均值更具有代表性。
步骤E,将面扫描得到的若干测试点的图谱平均化处理并得到积分数据。
优选地,所述石墨样品为石墨粉;所述步骤A中,将石墨粉放置于载玻片上并压平,以便于聚焦。
优选地,所述石墨样品为石墨块;所述步骤A中,先对石墨块进行磨平处理(如果样品表面不平,表面坑坑洼洼或者是个斜面则会影响测试结果),如可以用1200目砂纸将其表面打磨光滑,再将石墨块放置于载玻片上。
优选地,所述石墨样品为石墨粉;所述步骤A中,先将石墨粉分散至乙醇中得到溶液,再将溶液进行超声处理,最后将溶液滴在载玻片上;待乙醇溶剂挥发后再执行后面的测试步骤。
下面进行具体的对比实验:
1、取待测试石墨样品(块状石墨,见图1),将石墨样品表面用1200目砂纸磨平,用洗耳球吹掉表面残屑,放置于载玻片上待测试。
2、先进行单谱采集,随机测试3个点,见图2,图3,图4。每个点的ID/IG值都有差异。
图2结果为:ID/IG=31362.7/79239.9=0.396。
图3结果为:D/IG=68860.3/95581.7=0.720。
图4结果为:ID/IG=87075.3/116992=0.744。
三个点取平均值为(0.396+0.720+0.744)/3=0.620。
3、选择白光模式,采集石墨样品测试区域白光图片。
4、设置测试的面积大小与每个测试点的间隔,见图5,每一个方格便是一个测试点,白线覆盖的地方便是测试区域。本实验采用激光器波长为532nm激光器。共测试676个点,测试区域大小为2500μm*2500μm,测试步长为100μm(每个测试点的间隔),目镜X50L。
5、切换到激光模式测试,测试完数据将676个测试点图谱平均化处理得到图6所示的数据,再计算ID/IG值,计算结果为:ID/IG=69994.2/117200=0.597。
通过测试3个点取均值算出的平均值为0.620,而面扫描676个点测出的平均值为0.597,传统方法测试的数据结果偏差较大,适合采用本发明中改进后的测试方法(面扫描),结果准确度有显著提高,更具有代表性。
而且,面扫描可以观察样品不同区域的石墨化情况,面扫描成像图见图7,黑色区域为石墨化程度较低,白色区域为石墨化程度较高,石墨化度较低区域单谱图见图8,石墨化度较高区域单谱图见图9。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是局限性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种不均匀石墨的石墨化度测定方法,包括:
步骤A,获得待测试石墨样品,将石墨样品置于载玻片上;
其特征在于,还包括以下步骤:
步骤B,选择白光模式采集石墨样品测试区域的白光图片;
步骤C,设置测试的面积大小及每个测试点的间隔;
步骤D,利用激光模式对石墨样品测试区域进行面扫描测试;
步骤E,将面扫描得到的若干测试点的图谱平均化处理并得到积分数据。
2.如权利要求1所述的不均匀石墨的石墨化度测定方法,其特征在于,所述石墨样品为石墨粉;所述步骤A中,将石墨粉放置于载玻片上并压平。
3.如权利要求1所述的不均匀石墨的石墨化度测定方法,其特征在于,所述石墨样品为石墨块;所述步骤A中,先对石墨块进行磨平处理,再将石墨块放置于载玻片上。
4.如权利要求1所述的不均匀石墨的石墨化度测定方法,其特征在于,所述石墨样品为石墨粉;所述步骤A中,先将石墨粉分散至乙醇中得到溶液,再将溶液进行超声处理,最后将溶液滴在载玻片上;待乙醇溶剂挥发后再执行所述步骤B。
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