D0I:10.13374才.issn1001663x.2001.06.013 第23卷第6期 北京科技大学学报 Vol.23 No.6 2001年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2001 纳米碳纤维微观结构的高分辨电镜研究 方克明”胡晓军”邹兴》陈锡花 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)清华大学，北京100084 摘要从纳米碳纤维中切取横切面薄膜，用高分辨电镜研究纤维的微观结构.结果说明：材 料的试样中纤维是实心的，而不是管状的；判断纳米碳纤维是管状的还是实心棒状，应该在高 分辨电境下从横切面研究纳米碳纤维的微观结构：同一试样中纳米碳纤维的直径可能不同. 关键词纳米材料；碳纤维；高分辨电镜 分类号TB383 纳米碳纤维微观结构的图像基本上都是从 3可以清楚地看到整根纤维从中心至边沿的结 整根纤维侧面拍摄的透射电子显微镜照片.从 构基本上是均匀的，纤维为实心的棒状结构.图 这些照片中似乎可以看到纤维中有2条平行的 4说明同一试样中不同纳米碳纤维的直径可能 管壁2 作者从一个侧面观察为管状结构的碳纤维 试样中切取了可供高分辨电镜研究的薄膜，再 从横切面获得了碳纤维微观结构的图像.从这 些图像可以看出所研究的纳米碳纤维都是实心 棒状的 1纳米碳纤维横切面薄膜的制备 将纳米碳纤维垂直镶置在金属铜中，如图 10nm 1(a)所示；然后从两端磨抛减薄直至成为微米厚 图2纳米碳纤维从侧面观察的电镜图像 度的薄膜，如图1b)所示；最后用离子减薄仪把 Fig.2 HREM micrograph of a carbon nano-fiber observed 薄膜减薄至纳米厚度，用高分辨电镜研究纤维 from side 横切面的结构 纳米碳纤维 金属铜 (a) (b) 图1纳米碳纤维横切面薄膜制备示意图 Fig.1 The diagrammatic sketch for preparing thin cross section of carbon nano-fiber 2实验结果及讨论 图2为1根纳米碳纤维在高分辨电镜下从 侧面观察的图像.图3~5为同一试样中另外几 4.0nm 根纳米碳纤维横切面薄膜的高分辨图像.从图 图3结构比较均匀的纳米碳纤维横切面电镜图像 收稿日期200105-03方克明男，61岁，教授 Fig.3 HREM micrograph of the thin cross section of a carbon *先进材料教育部重点实验室开放课题 nano-fiber with uniformer structure
DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2001．06．013
Vol.23 方克明等：纳米碳纤维微观结构的高分辨电镜 531 不同.图5中有的纤维中心的结构比较疏松，电 维是管状还是棒状比较可靠的方法是在高分辨 子束较易穿透，因此中心部分颜色较浅.研究发 电境下研究纤维横切面的结构 现，有些碳纤维中心部分结构较紊乱，外层结构 较规律，两部分结构之间界面从侧面观察容易 误认为管壁（如图6所示）.因此判断纳米碳纤 3.5nm 2.8nm 图6中心结构较纹乱，外层结构较规律的纳米碳纤维横 图4直径不同的纳米碳纤维横切面电镜图像 切面电镜图像 Fig.4 HREM micrograph of the thin cross section of some Fig.6 HREM micrograph of the thin cross section of carbon carbon nano-fibers with different diameter nano-fiber with disorder center area and order round 3结论 判断纳米碳纤维是管状还是实心棒状应该 在高分辨电镜下从横切面研究纳米碳纤维的微 观结构.同一试样中纳米碳纤维的直径可能不 同. 参考文献 1范月英，刘敏，成会明.见：第四届全国新型碳材料 2.8nm 学术研讨会议论文集，582 图5中心结构较疏松的纳米碳纤维横切面电镜图像 2计道君，纳米材料和技术应用进展见：全国第2届 Fig.5 HREM micrograph of the thin cross section of some car- 纳米材料和技术应用会议论文集.杭州，2001，B45 bon nano-fibers with lower density center Study on the Microstructure of Carbon Nano-Fiber by HREM FANG Keming",HU Xiaojun,ZHOU Xin,CHEN Xihua 1)Metallurgy School UST Beijing,Beijing 100083,China 2)Tsinghua University,Beijing 100084,China ABSTRACT The cross section of some carbon nano-fiber was cut directly and the microstructure of the thin cross section studied by HREM.The result preset that the carbon nano-fiber are solid material not tube material. KEY WORDS carbon material;nano-fiber;HREM