ST2722半导体粉末电阻率测试仪技术简介
半导体电阻率的多种测量方法应用与注意事项
半导体电阻率的多种测量方法应用与注意事项半导体电阻率的多种测量方法应用与注意事项依据掺杂水平的不同，半导体材料可能有很高的电阻率。
有几种因素可能会使测量这些材料电阻率的工作复杂化，其中包括与材料实现良好接触的问题。
已经设计出专门的探头来测量半导体晶圆片和半导体棒的电阻率。
这些探头通常使用硬金属，如钨来制作，并将其磨成一个探针。
在这种情况下接触电阻非常高，所以应当使用四点同线（collinear）探针或者四线隔离探针。
其中两个探针提供恒定的电流，而另外两个探针测量一部分样品上的电压降。
利用被测电阻的几何尺寸因素，就可以计算出电阻率。
看起来这种测量可能是直截了当的，但还是有一些问题需要加以注意。
对探针和测量引线进行良好的屏蔽是非常重要的，其理由有三点： 1 电路涉及高阻抗，所以容易受到静电干扰。
2 半导体材料上的接触点能够产生二极管效应，从而对吸收的信号进行整流，并将其作为直流偏置显示出来。
3 材料通常对光敏感。
四探针技术四点同线探针电阻率测量技术用四个等距离的探针和未知电阻的材料接触。
此探针阵列放在材料的中央。
图4- 25 是这种技术的图示。
已知的电流流过两个外部的探针，而用两个内部的探针测量电压。
电阻率计算如下：其中：V = 测量出的电压（伏特）I = 所加的电流（安培）t = 晶圆片的厚度（厘米）k = 由探头与晶圆片直径之比和晶圆片厚度与探头分开距离之比决定的修正因数。
如图4-26 所示，更实际的电路还包括每个探针的接触电阻和分布电阻（r1 到r4）、电流源和电压表从其LO 端到大地的有限的电阻（RC 和RV）和电压表的输入电阻（RIN）。
依据材料的不同，接触电阻（r）可能会比被测电。
液氮冷冻-真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能
林业工程学报，２０２３，８（４）：１２１－１２８ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２２１１０２０收稿日期：２０２２－１１－１５㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０５－１１基金项目：国家级大学生创新创业训练计划（２０２２１０２２５２７４）；国家自然科学基金（５２０７５０９０）㊂作者简介：卫家祺，男，研究方向为生物质炭材料㊂通信作者：赵佳宁，男，讲师㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｊｉａｎｉｎｇｚｈａｏｎｅｆｕ＠１６３．ｃｏｍ液氮冷冻⁃真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能卫家祺，徐一舜，刘国鑫，郗文瑄，高峰祥，赵佳宁∗（东北林业大学材料科学与工程学院，哈尔滨１５００４０）摘㊀要：为了提高工业废弃生物质的附加值和进一步改善木质素高温热解炭的导电性能，笔者通过简单的液氮冷冻⁃真空解冻预处理结合高温碳化的方法将玉米秸秆中提取的酶解木质素制备成具有更高导电性能的木质素导电炭材料（ＰＬＣ）㊂通过电阻率测试探究了不同碳化温度㊁碳化保温时间以及预处理时间对导电炭电阻率的影响，同时采用扫描电子显微镜㊁Ｘ射线衍射仪㊁Ｘ射线光电子能谱仪和拉曼光谱等测试手段对不同碳化保温时间下炭材料的石墨化程度以及导电性能进行了评价㊂结果表明：经过预处理后的木质素能够在高温条件下热解碳化形成石墨化程度更高㊁导电性更好的炭材料，在热解温度为１０００ħ㊁碳化时间为１ｈ时，ＰＬＣ电阻率就能达到０．１１２Ω·ｃｍ㊂同时，ＰＬＣ均为过渡态炭且含有少量氮元素，在高温条件下随着碳化保温时间增加，其无定形结构增加，有序性减小，导电性能和炭产率同步降低㊂因此，ＰＬＣ能够充分地节省时间成本，从而提高工作效率㊂关键词：木质素；预处理；导电炭；生物质石墨化；导电性能中图分类号：ＴＱ３５；ＴＫ６㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０４－０１２１－０８Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｆｒｏｍｌｉｇｎｉｎｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｂｙｌｉｑｕｉｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｒｅｅｚｉｎｇ⁃ｖａｃｕｕｍｔｈａｗｉｎｇＷＥＩＪｉａｑｉ，ＸＵＹｉｓｈｕｎ，ＬＩＵＧｕｏｘｉｎ，ＣＨＩＷｅｎｘｕａｎ，ＧＡＯＦｅｎｇｘｉａｎｇ，ＺＨＡＯＪｉａｎｉｎｇ∗（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌ，ｂｉｏｍａｓｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｂｉｏｍａｓｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，ｌｏｗｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ，ｇｏｏｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄｒｅｎｅｗ⁃ａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｉｓｄｕｅｔｏｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｖａｌｅｎｔｂｏｎｄｓｂｅｔｗｅｅｎａｔｏｍｓｉｎｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｆｒｅｅｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｌｏｗｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｉｓｔｈａｔｔｈｅｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｈａｓａｖｅｒｙｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｎｓｉｔｙ，ｗｈｉｃｈａｌｌｏｗｓｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｏｂｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｗｅｌｌ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｂｉｏｍａｓｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｅｎｅｒｇｙ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．Ａｓａｎａｔｕｒａｌｒｅｎｅｗａｂｌｅｒｅｓｏｕｒｃｅ，ｌｉｇｎｉｎｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ａｓａｂｙ⁃ｐｒｏｄｕｃｔｏｆｌｉｇｎｉｎｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，ｌｉｇｎｉｎｐｙｒｏｌｙｓｉｓｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｇｏｏｄａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ｇｏｏｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｙｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ，ｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｎａｎｏｔｅｃｈ⁃ｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．Ａｓａｋｉｎｄｏｆｎｅｗｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ⁃ｔｉｃｓｏｆｂｉｏｍａｓｓｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｐｒｏｖｉｄｅａｂｒｏａｄｓｐａｃｅｆｏｒｉｔｓｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗｉｄｅａｆｏｒｔｈｅｈｉｇｈｖａｌｕｅ⁃ａｄｄｅｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｓｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｈｉｇｈｖａｌｕｅ⁃ａｄｄｅｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔｅｂｉｏｍａｓｓａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｌｉｇｎｉｎｐｙｒｏｌｙｔｉｃｃａｒｂｏｎ，ｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｌｉｇｎｉｎｃａｒｂｏｎ（ＰＬＣ）ｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｆｔｅｒａｓｉｍｐｌｅｌｉｑｕｉｄｎｉｔｒｏｇｅｎｆｒｅｅｚｉｎｇ⁃ｖａｃｕｕｍｔｈａｗｉｎｇｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ｃａｒ⁃ｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅｓ，ａｎｄｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｉｍｅｓｏｎｔｈｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｒｅ⁃ｓｉｓｔｉｖｉｔｙｔｅｓｔｓ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，Ｘ⁃ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，Ｘ⁃ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，Ｒａｍａｎｔｅｓｔｓ，ａｎｄｏｔｈｅｒｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｉ⁃ｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｌｉｇｎｉｎｃａｎｂｅｐｙｒｏｌｙｚｅｄａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｏｆｏｒｍｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎｄｅｇｒｅｅａｎｄｂｅｔｔｅｒｃｏｎ⁃林业工程学报第８卷ｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｗｈｅｎｔｈｅｐｙｒｏｌｙｓｉｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ１０００ħａｎｄｔｈｅｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｗａｓ１ｈ，ｔｈｅＰＬＣｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｃｏｕｌｄｒｅａｃｈ０．１１２Ω㊃ｃｍ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ＰＬＣｉｓａｋｉｎｄｏｆｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌｃａｒｂｏｎｗｈｉｃｈｃｏｎｔａｉｎｓａｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｉｔｈｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｈｏｌｄｉｎｇｔｉｍｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅａｍｏｒｐｈｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｏｒｄｅｒｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｉｎｖｅｒｓｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｃａｒｂｏｎｙｉｅｌｄｄｅｃｒｅａｓｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ＰＬＣｃａｎｆｕｌｌｙｓａｖｅｔｉｍｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｇｎｉｎ；ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎ；ｂｉｏｍａｓｓｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ㊀㊀生物质资源具有储量丰富㊁分布范围广且可循环再生的优势，已成为当今能源与生态环境学领域的热门研究话题［１］㊂将生物质能源通过加工处理后进行循环利用具有重要的实际意义［２－３］㊂生物质在缺氧的条件下通过高温碳化热解，可以得到孔隙结构丰富㊁比表面积高㊁电导性优异㊁物理化学稳定性良好的生物质炭材料［４－５］㊂目前生物质炭材料的研究已经广泛地应用在超级电容器［６－７］㊁有机污染物或离子吸附［８］㊁电磁屏蔽材料［９］等众多领域㊂然而大多数生物质因其结构复杂等原因一般都需要通过催化剂和物理以及化学活化等烦琐工艺生产，因此，低成本的炭材料及简化的炭材料前驱体的预处理方法是降低炭材料生产成本㊁扩大生物质炭材料应用领域和进一步优化炭材料性能的必要前提［１０］㊂木质素是植物界中储量仅次于纤维素的第二大生物质资源，其已被广泛用于制备各种功能炭质材料［１１－１２］㊂利用木质素为原料制备导电炭材料的研究已被广泛报道㊂周慧龙等［１３］认为木质素热解炭的导电性能与最终热解温度和催化剂有关，生物质导电炭的导电性能随着温度的升高而同步提高，在Ｎｉ催化剂的作用下，温度达到１１００ħ时电阻率能达到０．１２５Ω㊃ｃｍ㊂Ｉｓｈｉｉ等［１４］将木质素溶解在氯化亚铁水溶液中，通过冷冻干燥后，在１２００ħ下催化碳化生产石墨烯，研究发现，铁催化剂和木质素的特性对于生产高质量的石墨烯至关重要，但其对导电性能没有进一步深入研究㊂Ｙａｎｇ等［１５］将三聚氰胺接枝到木质素上，合成了木质素／三聚氰胺树脂，并在催化剂作用下将其在１０００ħ下热解制备成氮掺杂硬碳，氮掺杂和石墨化结构增强了材料的电子导电性，改善了木质素硬碳的电化学性能㊂生物质炭无法在高温下形成良好的多层石墨化结构，因为前驱体在热裂解过程中并没有经过融合状态而保持了原分子结构，且无序结构的热稳定性很强，以至于多级石墨化微晶之间难以接近，导电能力无法提高㊂已有研究表明，通过预处理等方式可以有效改善生物质材料的结构及性能㊂司洪宇等［１６］通过快速升温法将经过液氮超低温预处理后的椰壳迅速高温碳化，在相对低温下获得了大比表面积的活性炭，分析认为液氮预处理能够加强原子的振动强度，使碳化反应更易进行㊂Ｄｕ等［１７］采用快速冷冻干燥技术对木质素进行预处理获得了多孔㊁柔软和分散的微结构，通过对多孔炭的表征提出了１种可以由木质素前驱体合成３Ｄ石墨烯的化学机理㊂张华等［１８］通过使用甲醛等交联剂对废弃竹粉进行了交联预处理，之后再通过高温碳化得到了石墨化程度较高的生物质炭，通过对比发现交联预处理对生物质石墨制备具有促进作用㊂基于此，为了提高木质素高温热解炭的导电性能，笔者在已有研究成果的基础上，对工业废弃产物的酶解木质素采用全新的液氮超低温冷冻⁃真空解冻的预处理工艺，结合最简单的一次碳化工艺制取了木质素导电炭材料，研究不同碳化温度以及预处理时间对材料电阻率的影响，通过比对不同碳化时间来探究预处理前后石墨化程度的变化，为废弃物的高附加值利用和生物质导电炭材料进一步优化研究提供一个可行途径㊂１㊀材料与方法１．１㊀原料及试剂玉米秸秆酶解木质素（ｒａｗｌｉｇｎｉｎ，ＲＬ），纯度ȡ９０．００％，购买于松原来禾化学有限公司；液氮㊁高纯氮气（纯度ȡ９９．９９９％），购买于黑龙江卿华工业气体有限公司；无水乙醇㊁盐酸和蒸馏水等均为市售㊂１．２㊀试验方法１．２．１㊀酶解木质素的预处理取出一定量充分烘干去除水分的ＲＬ，放入圆柱形不锈钢容器底部均匀铺开，然后向其中倒入足量的液氮，使ＲＬ被完全浸渍㊂将容器移置于保温箱中超低温冷冻充分预处理，木质素被浸泡不同时间段后取出㊂待容器中残存的液氮逐渐挥发殆尽时，迅速将样品放入８０ħ真空干燥烘箱中复温３ｈ，随后取出样品恢复常温，将其在高压下压片，得到预处理的木质素（ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｌｉｇｎｉｎ，ＰＬ）㊂２２１㊀第４期卫家祺，等：液氮冷冻⁃真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能１．２．２㊀酶解木质素的热解碳化工艺称取适量ＰＬ放入热解碳化舟中，依次并列摆放于高温气氛管式炉（ＬＴＫＣ⁃４⁃１２Ａ型）中，在氮气气氛下按照拟定好的程序加热到６００ １０００ħ，升温速率为１０ħ／ｍｉｎ，对ＰＬ进行一步碳化处理，并在最优温度下分别碳化保温１，２，３ｈ㊂待冷却到１００ħ以下后打开装置将产物取出，反复洗涤去除煤焦油等杂质，随后通过真空抽滤㊁加热烘干，得到木质素导电炭（ｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｌｉｇｎｉｎｃａｒｂｏｎ，ＰＬＣ）㊂将直接碳化制备的木质素（ｒａｗｌｉｇｎｉｎｃａｒｂｏｎ，ＲＬＣ）作为参比㊂１．３㊀结构分析及导电性能测试采用Ｍａｇｎａ⁃ＩＲ５６０型傅里叶红外光谱仪（Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ，ＦＴ⁃ＩＲ）分析样品预处理前后的化学组成及结构和原子基团；采用布鲁克４００Ｍ型核磁共振分析仪分析了预处理前后木质素的结构和原子基团；使用日本理学ＲｉｇａｋｕＵｌｔｉｍａＩＶ型Ｘ射线衍射仪（Ｘ⁃ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ＸＲＤ）和ＡＴＲ８１００型拉曼光谱仪（Ｒａ⁃ｍａｎ）分析导电炭的晶态结构及石墨化程度；采用ＥＳＣＡＬＡＢ２５０Ｘｉ型Ｘ射线光电子能谱仪（Ｘ⁃ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ＸＰＳ）对导电炭的表面元素类型和连接方式进行表征；使用ＺＥＩＳＳＧｅｍｉｎｉ３００型扫描电子显微镜（ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）研究导电炭的微观形态；采用赛默飞ＩＳ５０热重红外联机ＳＴＡ⁃２５００对碳化过程中预处理木质素官能团演变及热解机理进行分析；使用ＳＴ２７２２⁃ＳＺ四探针半导体粉末电阻测试仪测试各种导电炭的电阻率，导电炭粉末的电阻率ρ可根据式（１）计算得出：ρ＝ＣˑＧ（ＷＳ）ˑＤ（ｄＳ）ˑＵＩ（１）式中：ρ为被测粉末的电阻率，Ω㊃ｃｍ；Ｗ为粉末受压下的高度，ｍｍ；Ｄ为装粉末容腔的直径，ｍｍ；Ｓ为四探针相邻两针的间距，ｍｍ；Ｃ为探针间距修正系数；Ｇ（Ｗ／Ｓ）为高度修正系数；Ｄ（ｄ／Ｓ）为形状位置修正系数；Ｕ为工作电压，Ｖ；Ｉ为工作电流，Ａ㊂２㊀结果与分析２．１㊀酶解木质素的元素分析在构成木质素的元素中，公认的是木质素主要由Ｃ㊁Ｈ和Ｏ３种元素组成㊂由表１可以看出，酶解木质素中Ｃ元素质量分数为６１．７３％，Ｈ元素质量分数为６．６４％，两者之比接近苯（苯类）的碳氢之比㊂木质素的结构单元苯环上拥有甲氧基，氧元素的质量分数为２６．４３％㊂除了这３种元素，木质素还含有少量氮元素，其含量为０．６７％㊂由于木质素分离的方法及来源的植物物种不同，木质素的元素组成也有差别㊂为了更好理解与表达木质素这种复杂的生物高分子结构，所以把酶解木质素主要元素的分析结果以Ｃ９经验式来表达㊂表１㊀酶解木质素的主要元素组成及Ｃ９经验式Ｔａｂｌｅ１㊀ＴｈｅｍａｉｎｅｌｅｍｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｌｉｇｎｉｎａｆｔｅｒｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｉｔｓＣ９ｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａ样品Ｃ元素质量分数／％Ｈ元素质量分数／％Ｏ元素质量分数／％Ｎ元素质量分数／％Ｃ９经验式酶解木质素６１．７３６．６４２６．４３０．６７Ｃ９Ｈ１１．６２Ｏ２．８９２．２㊀预处理前后样品及导电炭的红外分析为了探究预处理前后木质素化学结构和基团的变化，对预处理前后的木质素样品进行ＦＴ⁃ＩＲ分析，如图１所示㊂由图１可知，３３３７ｃｍ－１处为 ＯＨ伸缩振动吸收峰，２９７５和２８４４ｃｍ－１处为 ＣＨ３和 ＣＨ２的伸缩振动吸收峰，１７００ｃｍ－１处为酯类羰基Ｃ Ｏ的拉伸振动吸收峰［１８］㊂通过对比ＲＬ和ＰＬ的ＦＴ⁃ＩＲ结果发现，这些特征吸收峰的峰强几乎没有变化㊂但ＰＬ在１６００，１５１０和１４６０ｃｍ－１处的芳香环骨架振动特征吸收峰［１９］峰强有明显的提高，这可能是由于预处理后，原子的振动强度增强，反应活性得以提高㊂图１㊀预处理前㊁后木质素的红外光谱图Ｆｉｇ．１㊀Ｆｏｕｒｉｅｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａｏｆｌｉｇｎｉｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ２．３㊀酶解木质素的核磁共振碳谱分析ＲＬ和ＰＬ的１３Ｃ核磁共振谱图见图２㊂图２中化学位移δ４０处为ＤＭＳＯ⁃ｄ６㊂以芳环骨架上的Ｃ（化学位移δ５０ ６０）积分作为基准１，对ＰＬ和ＲＬ中的甲氧基㊁醚键定量积分㊂经过液氮冷冻预处理后，木质素中甲氧基上的Ｃ（化学位移δ１６５ １７５）积分值由－１１．５１变化为－４２．０７，表明ＰＬ中甲氧基减少，羧基含量明显增多㊂这与红外分析结果一致，表明液氮超低温预处理后木质素的结构活性得以提高㊂３２１林业工程学报第８卷图２㊀预处理前㊁后木质素核磁共振碳谱Ｆｉｇ．２㊀１３Ｃｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｌｉｇｎｉｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ２．４㊀ＲＬＣ和ＰＬＣ的电阻率及炭产率分析通过已有的研究可知，不同的碳化温度和催化剂会影响木质素导电炭的电阻率，其炭化温度越高电阻率越低［１３］㊂ＲＬＣ和ＰＬＣ的电阻率及炭产率随碳化温度的变化曲线见图３㊂由图３ａ可知，当碳化温度较低时，木质素导电炭的导电机理属于离子导电［２０］㊂预处理的木质素导电炭ＰＬＣ电阻率明显低于未经过预处理的ＲＬＣ，这可能是因为冷冻高压预处理后木质素结构更加密实，在碳化热解的过程中，杂原子能够更容易相互缔合形成导电介质，提高炭材料的导电性能㊂当温度高于９００ħ，杂原子逐渐析出后，ＰＬＣ比ＲＬＣ更容易提前发生石墨化转变，这可能是因为通过液氮冷冻预处理加强了前驱体的原子振动强度，使得Ｃ Ｏ键在高温时更容易断裂，进一步促使生物质炭石墨化［１６］㊂在１０００ħ时，ＰＬＣ内生成大量石墨微晶结构，进而形成类石墨的乱层结构，导电性能得到进一步提升，其电阻率降低为０．１１２Ω㊃ｃｍ㊂由图３ｂ可以看出，所有样品炭的炭产率也随着温度的变化呈现出下降的趋势，但随着温度升高，ＰＬＣ的炭产率明显高于ＲＬＣ的炭产率，这可能是由于ＰＬＣ大量的杂质成分更容易随着气流不断挥发排出㊂电阻率分析结果说明，预处理能够有效地降低导电炭的电阻率，并且能在高温时使得石墨化提前并提高导电炭的产率，在碳化温度为１０００ħ时，性能达到最佳㊂图３㊀ＲＬＣ和ＰＬＣ的电阻率（ａ）和炭产率（ｂ）变化曲线图Ｆｉｇ．３㊀Ｃｕｒｖｅｓｏｆｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ（ａ）ａｎｄｃａｒｂｏｎｙｉｅｌｄ（ｂ）ｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ㊀㊀以高温碳化后导电性能较优的ＰＬＣ为研究对象，进一步探究了高温碳化条件对ＰＬＣ电阻率及炭产率的影响，结果如表２所示㊂由表２可知，高温预处理时间对于导电炭的电阻率和炭产率影响微乎其微，但是随着碳化保温时间的增加，炭产率下降迅速，电阻率不降反增，这说明在高温条件下用更短的时间可以使ＰＬＣ达到更高的石墨化程度，提高生物质碳化效率，节省电能及时间成本㊂因此，当碳化温度为１０００ħ㊁碳化时间为１ｈ时，经过多次试验，测得ＰＬＣ电阻率和炭产率平均值达表２㊀１０００ħ时不同影响因素对导电炭电阻率及炭产率的影响Ｔａｂｌｅ２㊀Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆａｃｔｏｒｓｏｎｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙａｎｄｙｉｅｌｄｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎａｔ１０００ħ预处理时间／ｈ电阻率／Ω㊃ｃｍ炭产率／％碳化保温时间／ｈ电阻率／Ω㊃ｃｍ炭产率／％２０．１１２３６．１１０．１１２３６．１４０．１１４３６．５２０．１３１３４．３６０．１０９３６．４３０．１３０３２．２４２１㊀第４期卫家祺，等：液氮冷冻⁃真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能到最优，分别为０．１１２Ω㊃ｃｍ和３６．１％，标准差分别为０．００１和０．３㊂２．５㊀ＲＬＣ和ＰＬＣＸ射线衍射图谱和拉曼光谱分析㊀㊀为了进一步探究预处理前后和在１０００ħ不同碳化时间下ＰＬＣ的导电性能以及石墨化程度，对ＲＬＣ和ＰＬＣ分别做了Ｘ射线衍射仪及拉曼光谱仪测试，如图４所示㊂由图４ａ㊁ｂ可知，所有样品炭在２θ为２３．０ʎ和４４．０ʎ左右处出现信号峰，分别对应（００２）晶面和（１００）晶面，属于过渡态炭的典型特征峰［２１］，说明木质素导电炭是１种无定形态的炭材料㊂预处理后的木质素导电炭在（００２）处的衍射峰明显更偏向于２６．５ʎ石墨的衍射峰，说明经过预处理后再碳化的导电炭石墨化程度更高，其导电性能也越好，这与电阻率分析结果一致㊂根据Ｂｒａｇｇｓｌａｗ处的衍射峰开始发生偏移，晶面层间距变大，ＰＬＣ结构上的缺陷增多，无定形状态增加，有序性减小㊂图４ｃ㊁ｄ为ＲＬＣ和不同碳化时间ＰＬＣ的拉曼光谱图㊂对于炭材料而言，拉曼光谱中Ｄ峰为石墨晶格的无序振动峰，反映Ｃ原子晶体的缺陷程度，Ｇ峰为石墨的主要特征峰，对应石墨层的Ｅ２ｇ振动模式［１８］㊂通过拉曼光谱分析可知，ＲＬＣ和ＰＬＣ都存在无序Ｄ带（１３３２ｃｍ－１）和ｓｐ２杂化的Ｇ带（１５９８ｃｍ－１）［２２］㊂通过计算得到ＲＬＣ和ＰＬＣ的ＩＤ／ＩＧ值分别为１．０６和０．８８，ＩＤ／ＩＧ值越小说明预处理后的木质素导电炭石墨化程度越高，这与ＸＲＤ分析结果达成统一㊂随着碳化时间的增加，木质素炭材料的有序度下降，石墨化程度降低，这可能是由于碳化时间过长生成了更多的ＣＯ和ＣＯ２气体，气体溢出形成了一定孔隙结构，从而导致石墨化程度降低㊂ａ）ＲＬＣ和ＰＬＣ的ＸＲＤ图谱；ｂ）不同碳化时间ＰＬＣ的ＸＲＤ图谱；ｃ）ＲＬＣ和ＰＬＣ的拉曼光谱图；ｄ）不同碳化时间ＰＬＣ的拉曼光谱图㊂图４㊀ＲＬＣ和ＰＬＣ的Ｘ射线衍射图谱和拉曼光谱Ｆｉｇ．４㊀ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎａｎｄＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＲＬＣａｎｄＰＬＣ２．６㊀ＰＬＣ的微观结构分析碳化时间分别为１，２，３ｈ的ＰＬＣ扫描电子显微图见图５㊂由图５ａ ｃ可以看出，ＰＬＣ为１种带有微孔结构且层状堆积的无定形炭，其表面较为粗糙且分布着一些球状突起和不规则的微孔结构，这些结构密密地层叠起来，随着碳化时间的延长，这些突起结构变少㊂ＰＬ经过高压压片处理后，这些结构经热解碳化变得更为密实，这对炭材料性能的提升有很大帮助，也充分说明了拥有该结构的导电炭具有较为优异的电导性㊂通过图５ｄ ｆ可以看出，在高温碳化下，导电炭中的石墨微晶相互堆叠，中间充斥大量孔隙结构且在边缘处的碳原子排列较为规整，这种石墨化的焦炭晶体结构有助于导电性能的提升㊂５２１林业工程学报第８卷图５㊀碳化时间分别为１，２，３ｈ的ＰＬＣ的ＳＥＭ图Ｆｉｇ．５㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＰＬＣｃａｒｂｏｎｉｚｅｄｆｏｒ１，２，３ｈ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ２．７㊀ＰＬＣ的ＸＰＳ元素分析不同碳化时间ＰＬＣ的ＸＰＳ全谱扫描图和碳化时间１ｈ时ＰＬＣ的高分辨率Ｃ１ｓ谱图见图６㊂由图６ａ可知，ＰＬＣ主要含有Ｃ（２８５ｅＶ）和Ｏ（５３２．５ｅＶ）两种元素，并含有少量的Ｎ（４０１ｅＶ）元素㊂碳化保温时间为１ｈ的ＰＬＣ含氮元素相对较高，在热解碳化的过程中，这些氮原子会镶嵌在炭材料结构中，实现掺氮炭材料的构建，提高炭材料的电导率㊂但过长的碳化时间会使样品炭的氮元素降低，所以保温碳化１ｈ的ＰＬＣ电阻率相对其他较低㊂图６ｂ为碳化时间１ｈ时ＰＬＣ的高分辨Ｃ１ｓ光谱，由图６ｂ可知，２８４．５，２８５．５和２８９ｅＶ处的元素结合能分别归属于Ｃ Ｃ㊁ＣＯＯＨ和Ｏ Ｃ Ｏ［２３］，Ｃ Ｃ峰的相对峰面积占比相对较高，说明其石墨化程度较高㊂ＸＰＳ分析表明，ＰＬＣ的表面不仅存在大量的含氧基团，还有少量的含氮基团，这可能是由于液氮预处理过程中或是在氮气条件下碳化过程中，氮原子附着木质素表面，这可以极大地增强木质素炭材料的导电能力㊂虽然含氧官能团可以作为发生化学反应的活性位点来提高炭材料单位体积所能释放出的电量，但过量的氧元素会影响生物质炭材料的导电性，电导率的增加与氧元素含量的降低和粒径的变化有关［２４］㊂图６㊀不同碳化时间ＰＬＣ的ＸＰＳ全谱扫描图（ａ）和碳化时间１ｈ时ＰＬＣ的高分辨率Ｃ１ｓ谱图（ｂ）Ｆｉｇ．６㊀ＸＰＳｆｕｌｌｓｃａｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＰＬＣｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅ（ａ）ａｎｄｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎＣ１ｓｓｐｅｃｔｒａｏｆＰＬＣａｔｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆ１ｈ（ｂ）㊀㊀２．８㊀ＰＬ热解碳化过程官能团演变分析ＰＬ碳化１ｈ的热重（ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ，ＴＧ）㊁微分热重（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ，ＤＴＧ）曲线及其热解产物实时红外光谱图，如图７所示㊂由图７ａ可以看出，ＰＬ热解碳化过程为不断放热过程，但ＤＴＧ曲线呈现了３个明显的失重峰和４个不明显的失重峰㊂第１个明显失重峰出现在１０ｍｉｎ左右，这是ＰＬ水分蒸发的过程，这说明ＰＬ在碳化过程中，１０ｍｉｎ之前没有杂质成分产生挥发；第２个明显失重峰出现在３０ ４０ｍｉｎ之间，这时ＰＬ热解阶段主要是气体溢出，并出现最大失重峰值㊂图７ｂ为ＰＬ热解气体产物的红外光谱图㊂在３０ｍｉｎ时的ＰＬ热解气体中ＣＯ２的析出量明显增多，这可６２１㊀第４期卫家祺，等：液氮冷冻⁃真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能能是由于苯丙烷侧链上的官能团开始发生裂解产生ＣＯ２㊂随着时间延长，ＣＯ２㊁ＣＯ等碳氧化合物气体和甲醛等碳氢化合物气体也开始逐渐析出㊂第３个明显失重峰出现在５０ｍｉｎ左右，这时ＰＬＣ基本形成㊂在这段时间里，ＰＬＣ中剩余的甲氧基㊁碳氢双键㊁碳氢键和芳香环等进一步发生热解，ＰＬＣ红外光谱中出现Ｃ Ｈ的特征峰㊂当热解时间为９０ｍｉｎ左右，ＤＴＧ出现２个失重峰，这时ＰＬＣ开始生成石墨微晶结构，杂质已经完全析出㊂当热解时间超过９０ｍｉｎ，曲线变化趋于平滑，这说明９０ｍｉｎ后石墨化程度较高，气体产物主要为ＣＯ和少量的ＣＨ４等碳氢化合物，而ＣＯ随着时间延长，析出量也不断减少㊂图７㊀ＰＬ碳化１ｈ的热重和微分热重曲线（ａ）㊁热解气体释放实时红外光谱图（ｂ）Ｆｉｇ．７㊀ＴＧａｎｄＤＴＧｃｕｒｖｅｓｏｆＰＬｗｉｔｈｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆ１ｈ（ａ）ａｎｄｔｈｅｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｇａｓｄｕｒｉｎｇｐｙｒｏｌｙｓｉｓ（ｂ）３㊀结㊀论以工业废弃物酶解木质素为原料，不添加任何催化剂只通过简单的液氮冷冻⁃真空解冻预处理，结合一次碳化步骤制备了木质素导电炭材料（ＰＬＣ）㊂液氮冷冻⁃真空解冻预处理木质素在高温下的炭产率提高，并且生物质炭材料石墨化提前，更易形成石墨微晶提高导电性能，当碳化温度为１０００ħ时，电阻率就可以达到０．１１２Ω㊃ｃｍ㊂ＰＬＣ均为无定型炭，主要含有Ｃ㊁Ｏ和少量Ｎ元素，随着碳化保温时间的增加，无定形态增加，有序性减小，导电性能和炭产率同步降低㊂因此，预处理后的木质素导电炭能够充分地节约时间成本，提高了工作效率，并且为工业废弃物木质素的高附加值利用和生物质炭材料在导电性能方面的研究提供了更多的新思路㊂本研究不仅为以后通过催化等工艺优化导电炭材料的性能奠定了基础，也为预处理制备木质素导电炭提供了理论基础㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］周建斌，周秉亮，马欢欢，等．生物质气化多联产技术的集成创新与应用［Ｊ］．林业工程学报，２０１６，１（２）：１－８．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１６．０２．００１．ＺＨＯＵＪＢ，ＺＨＯＵＢＬ，ＭＡＨＨ，ｅｔａｌ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｉｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｓｓｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｏｌｙ⁃ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，１（２）：１－８．［２］孙卓华，王雪琪，袁同琦．基于木质素优先降解策略的木质素高值化利用研究进展［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（４）：１－１２．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１１１０３１．ＳＵＮＺＨ，ＷＡＮＧＸＱ，ＹＵＡＮＴＱ．Ｒｅｃｅｎｔａｄｖａｎｃｅｓｉｎｖａｌｏｒｉ⁃ｚａｔｉｏｎｏｆｌｉｇｎｉｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｉｇｎｉｎ⁃ｆｉｒｓｔｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（４）：１－１２．［３］ＳＨＡＲＭＡＡ，ＢＡＬＤＡＳ，ＣＡＰＡＬＡＳＨＮ，ｅｔａｌ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｅｎｚｙｍｅｓｆｏｒａｇｒｏ⁃ｂｉｏｍａｓｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｂｉｏｒｅ⁃ｓｏｕｒｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２２，３４７：１２６７０６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｂｉｏｒｔｅｃｈ．２０２２．１２６７０６．［４］ＯＧＩＮＮＩＯ，ＳＩＮＧＨＫ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｈｉｇｈｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａ⁃ｔｕｒｅｓｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｅｒｂａｃｅｏｕｓｂｉｏｍａｓｓｄｅｒｉｖｅｄｂｉｏｃｈａｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，８（５）：１０４１６９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｅｃｅ．２０２０．１０４１６９．［５］ＬＵＸＹ，ＧＵＸＬ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｌｉｇｎｉｎｐｙｒｏｌｙｓｉｓ：ｐｙｒｏｌｙｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ，ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄｒｅｌｅｖａｎｔｕｐｇｒａｄｉｎｇｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］．ＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＢｉｏｆｕｅｌｓａｎｄＢｉｏｐｒｏｄｕｃｔｓ，２０２２，１５（１）：１０６．ＤＯＩ：１０．１１８６／ｓ１３０６８－０２２－０２２０３－０．［６］ＦＵＭ，ＺＨＵＺＴ，ＺＨＡＮＧＺＨ，ｅｔａｌ．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｙｎ⁃ｔｈｅｓｉｓｏｆＮｉ（ＯＨ）２／ｓｏｒｇｈｕｍｓｔａｌｋｂｉｏｍａｓｓｃａｒｂｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅ⁃ｒｉａｌｓｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０２０，８４６：１５６３７６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｌｌｃｏｍ．２０２０．１５６３７６．［７］ＷＡＮＧＹＦ，ＺＯＵＳＪ，ＨＵＷＰ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｍａｓｓ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｇｒａ⁃ｐｈｅｎｅ⁃ｌｉｋｅｃａｒｂｏｎｎａｎｏｆｌａｋｅｓｆｏｒａｄｖａｎｃｅｄｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒａｎｄｈｙ⁃ｄｒｏｇｅｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０２２，９２８：１６７１７６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊａｌｌｃｏｍ．２０２２．１６７１７６．［８］ＰＡＲＩＭＥＬＡＺＨＡＧＡＮＶ，ＹＡＳＨＷＡＴＨＰ，ＡＲＵＫＫＡＮＩＰＵＳＨ⁃ＰＡＲＡＪＡＮＤ，ｅｔａｌ．Ｒａｐｉｄｒｅｍｏｖａｌｏｆｔｏｘｉｃｒｅｍａｚｏｌｂｒｉｌｌｉａｎｔｂｌｕｅ⁃ＲｄｙｅｆｒｏｍａｑｕｅｏｕｓｓｏｌｕｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇＪｕｇｌａｎｓｎｉｇｒａｓｈｅｌｌｂｉｏ⁃ｍａｓｓａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｄｓｏｒｂｅｎｔ：ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｉｓｏ⁃７２１林业工程学报第８卷ｔｈｅｒｍ，ｋｉｎｅｔｉｃ，ａｎｄｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｏｌｅｃｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０２２，２３（２０）：１２４８４．ＤＯＩ：１０．３３９０／ｉｊｍｓ２３２０１２４８４．［９］ＳＨＡＨＺＡＤＦ，ＫＵＭＡＲＰ，ＫＩＭＹＨ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｍａｓｓ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｔｈｅｒｍａｌｌｙａｎｎｅａｌｅｄｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｓｕｌｆｕｒ⁃ｄｏｐｅｄｇｒａｐｈｅｎｅａｓａｓｈｉｅｌｄａｇａｉｎｓｔｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａ⁃ｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１６，８（１４）：９３６１－９３６９．ＤＯＩ：１０．１０２１／ａｃｓａｍｉ．６ｂ００４１８．［１０］ＹＩＮＪ，ＺＨＡＮＧＷＬ，ＡＬＨＥＢＳＨＩＮＡ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｆｏｒｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＳｍａｌｌＭｅｔｈｏｄｓ，２０２０，４（３）：１９００８５３．ＤＯＩ：１０．１００２／ｓｍｔｄ．２０１９００８５３．［１１］王洁，高佳峰，李岩辉，等．基于酶解木质素的多孔炭负极制备与储锂性能［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（３）：１１３－１１９．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１１００１０．ＷＡＮＧＪ，ＧＡＯＪＦ，ＬＩＹＨ，ｅｔａｌ．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｅｎｚｙｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓｌｉｇｎｉｎａｓａｎｏｄｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ⁃ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（３）：１１３－１１９．［１２］ＺＥＮＧＺＨ，ＷＡＮＧＣＸ，ＺＨＡＮＧＹＦ，ｅｔａｌ．Ｕｌｔｒａｌｉｇｈｔａｎｄｈｉｇｈｌｙｅｌａｓｔｉｃｇｒａｐｈｅｎｅ／ｌｉｇｎｉｎ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｅｒｏ⁃ｇｅｌｓｗｉｔｈｕｌｔｒａｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍ⁃ａｎｃｅ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１８，１０（９）：８２０５－８２１３．ＤＯＩ：１０．１０２１／ａｃｓａｍｉ．７ｂ１９４２７．［１３］周慧龙，肖刚，吴荣兵，等．炭化温度对木质素导电炭石墨化结构的影响［Ｊ］．浙江大学学报（工学版），２０１４，４８（１１）：２０６６－２０７１．ＤＯＩ：１０．３７８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－９７３Ｘ．２０１４．１１．０２２．ＺＨＯＵＨＬ，ＸＩＡＯＧ，ＷＵＲＢ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌｉｇｎｉｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃｈａｒｃｏａｌｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ），２０１４，４８（１１）：２０６６－２０７１．［１４］ＩＳＨＩＩＴ，ＭＯＲＩＭ，ＨＩＳＡＹＡＳＵＳ，ｅｔａｌ．Ｄｉｒｅｃｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｌｉｇｎｉｎｔｏｈｉｇｈ⁃ｑｕａｌｉｔｙｇｒａｐｈｅｎｅ⁃ｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｖｉａｃａｔａｌｙｔｉｃｃａｒ⁃ｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲＳＣＡｄｖａｎｃｅｓ，２０２１，１１（３１）：１８７０２－１８７０７．ＤＯＩ：１０．１０３９／ｄ１ｒａ０２４９１ｄ．［１５］ＹＡＮＧＺＷ，ＧＵＯＨＪ，ＬＩＦＦ，ｅｔａｌ．Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎ⁃ｄｏｐｉｎｇａｎｄｃａｔａｌｙｓｉｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅＬｉ⁃ｉｏｎｓｔｏｒａｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｉｇｎｉｎ⁃ｂａｓｅｄｈａｒｄｃａｒｂｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｙＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１８，２７（５）：１３９０－１３９６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｅｃｈｅｍ．２０１８．０１．０１３．［１６］司洪宇，杨黎军，孙坤元，等．超低温预处理对椰壳基活性炭物理特性的影响［Ｊ］．山东科学，２０１６，２９（６）：７４－７９．ＤＯＩ：１０．３９７６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－４０２６．２０１６．０６．０１２．ＳＩＨＹ，ＹＡＮＧＬＪ，ＳＵＮＫＹ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐａｃｔｏｆｕｌｔｒａ⁃ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａ⁃ｔｕｒｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｏｃｏａｎｕｔａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒ⁃ｂｏｎ［Ｊ］．ＳｈａｎｄｏｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，２０１６，２９（６）：７４－７９．［１７］ＤＵＱＳ，ＬＩＤＰ，ＬＯＮＧＳＹ，ｅｔａｌ．Ｇｒａｐｈｅｎｅｌｉｋｅｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｗｉｔｈｗｏｏｄ⁃ｅａｒａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍｓｐｅｃｉａｌｌｙｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｌｉｇｎｉｎｐｒｅｃｕｒｓｏｒ［Ｊ］．ＤｉａｍｏｎｄａｎｄＲｅｌａｔｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，９０：１０９－１１５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｄｉａｍｏｎｄ．２０１８．１０．０１１．［１８］张华，刘钟，左培仙，等．交联预处理对生物质石墨制备的影响［Ｊ］．森林与环境学报，２０２２，４２（１）：９６－１０３．ＤＯＩ：１０．１３３２４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｆｃｆ．２０２２．０１．０１２．ＺＨＡＮＧＨ，ＬＩＵＺ，ＺＵＯＰＸ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｒｏｓｓ⁃ｌｉｎｋｉｎｇｐｒｅ⁃ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｓｓｇｒａｐｈｉｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０２２，４２（１）：９６－１０３．［１９］ＡＮＬＬ，ＳＩＣＬ，ＷＡＮＧＧＨ，ｅｔａｌ．Ｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙａｎｄａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｈｉｇｈ⁃ｍｏｌｅｃｕｌａｒ⁃ｗｅｉｇｈｔｌｉｇｎｉｎｂｙｍｏｄｅｒａｔｅｄｅｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｖｉａｉｎｓｉｔｕｅｔｈａｎｏｌ／ａｃｉｄｃａｔａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｒｏｐｓａｎｄＰｒｏｄｕｃｔｓ，２０１９，１２８：１７７－１８５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｉｎｄｃｒｏｐ．２０１８．１１．００９．［２０］许啸，肖刚，曹俊．木质素焦炭导电特性的拉曼分析［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），２０１３，４３（１）：１１５－１１９．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１３．０１．０２２．ＸＵＸ，ＸＩＡＯＧ，ＣＡＯＪ．Ｒａｍａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｉｇｎｉｎｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｃｈａｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉ⁃ｔｉｏｎ），２０１３，４３（１）：１１５－１１９．［２１］ＷＡＮＧＫＢ，ＣＡＯＸＲ，ＷＡＮＧＳＥ，ｅｔａｌ．ＩｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｅｄａｎｄｐｏｌｙｔｈｒｅａｄｅｄＣｏⅡ⁃ｏｒｇａｎｉｃｆｒａｍｅｗｏｒｋｓａｓａｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｕｌｔｒａｈｉｇｈｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｎｅｒｇｙｄｅ⁃ｌｉｖｅｒｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ］．ＡＣＳＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１８，１０（１０）：９１０４－９１１５．ＤＯＩ：１０．１０２１／ａｃｓａｍｉ．７ｂ１６１４１．［２２］ＧＥＭ，ＨＡＮＹＱ，ＮＩＪＸ，ｅｔａｌ．Ｓｅｅｋｉｎｇｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｆｒｏｍｎａｔｕｒｅ：ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｃａｒｂｏｎｄｏｔｓ⁃ｂａｓｅｄＡＩＥｇｅｎｓｗｉｔｈｔｕｎａｂｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｆｒｏｍｎａｔｕｒａｌｒｏｓｉｎ［Ｊ］．ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，２０２１，４１３：１２７４５７．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｅｊ．２０２０．１２７４５７．［２３］ＣＨＥＮＷＭ，ＷＡＮＧＸ，ＦＥＩＺＢＡＫＨＳＨＡＮＭ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｌｉｇｎｉｎ⁃ｂａｓｅｄｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｗｉｔｈｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｏｘｙｇｅｎ⁃ｅｎｒｉｃｈｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｌｌｏｉｄａｎｄＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０１９，５４０：５２４－５３４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｃｉｓ．２０１９．０１．０５８．［２４］ＫＡＮＥＳ，ＵＬＲＩＣＨＲ，ＨＡＲＲＩＮＧＴＯＮＡ，ｅｔａｌ．Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｌｉｇｎｉｎ⁃ｄｅｒｉｖｅｄｂｉｏｃｈａｒ［Ｊ］．ＣａｒｂｏｎＴｒｅｎｄｓ，２０２１，５：１０００８８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃａｒｔｒｅ．２０２１．１０００８８．（责任编辑㊀丁春香）８２１。
四探针半导体粉末电阻率测试仪测试原理
四探针半导体粉末电阻率测试仪测试原理以四探针半导体粉末电阻率测试仪测试原理为标题的文章四探针半导体粉末电阻率测试仪是一种用于测量材料电阻率的仪器。
它采用了四个探针，通过测量材料电阻对电流的响应来计算出材料的电阻率。
下面将详细介绍这种测试仪的原理和工作过程。
我们需要了解什么是电阻率。
电阻率是材料对电流的阻碍程度的度量，通常用符号ρ表示，单位是Ω·m。
电阻率越小，材料的导电性越好。
而电阻则是电阻率与材料长度和横截面积的乘积，可以用来描述材料的电阻大小。
四探针半导体粉末电阻率测试仪通过将四个探针嵌入待测试的材料中，形成一个测量电流的电路。
其中两个探针用于施加电压，另外两个探针用于测量电流。
通过测量电压和电流的关系，就可以计算出材料的电阻率。
具体的测试过程如下：1. 首先，将待测试的材料放置在测试仪的测试台上，并将四个探针插入材料中。
为了确保测量的准确性，探针应该均匀分布在材料表面，并且彼此之间的距离应该足够远。
2. 接下来，通过测试仪的控制面板设置测量参数，包括施加的电压和测量的电流范围。
通常，电压的大小应该适中，既能够产生足够大的电流，又不会损坏材料。
3. 当设置好参数后，开始进行测量。
测试仪会自动施加电压，并通过另外两个探针测量电流。
根据欧姆定律，电流与电压和电阻之间的关系为I = V/R，其中I表示电流，V表示电压，R表示电阻。
通过测量电压和电流的值，可以计算出材料的电阻。
4. 测量完成后，测试仪会自动显示测得的电阻值，并可以将数据保存到计算机中进行后续分析和处理。
同时，测试仪还可以提供其他相关的参数，如电导率、导电型态等，以便更全面地评估材料的导电性能。
通过四探针半导体粉末电阻率测试仪，我们可以准确地测量材料的电阻率，从而了解材料的导电性能。
这种测试仪在材料科学、电子工程等领域有着广泛的应用，可以帮助研究人员评估材料的导电性能，优化材料的设计和制备过程。
总结起来，四探针半导体粉末电阻率测试仪是一种用于测量材料电阻率的仪器，它通过测量材料对电流的阻碍程度来计算出材料的电阻率。
粉末电阻率测试仪原理
粉末电阻率测试仪原理粉末电阻率测试仪是用来测试粉末样品电阻率的一种设备，也被称作“粉末电导率测试仪”。
本文将为你详细介绍该仪器的原理、工作方式以及使用方法。
一、原理电子输运理论认为，物质中的导电行为是由电子的输运过程支配的。
当电场施加在物质中时，会使电子向一个方向移动，从而形成了电流。
对于粉末样品，由于其微观结构的非连续性和颗粒之间的分布不均匀性，导致了其电性能的不均匀性和非线性特性。
因此，需要一种测试方法来准确地测量粉末样品的电阻率，从而帮助我们更好地了解其电性能。
粉末电阻率测试仪采用四探针测量法。
当施加直流电场时，电子在粉末样品中被推动，形成电流流过四个探针，从而测量出样品电阻率。
这种测量方法可以有效地避免测量误差，并且能够准确地测量出低阻率材料的电性能。
二、工作方式粉末电阻率测试仪的工作方式相对简单。
首先，将需要测试的样品装入测试仪的测量室中。
然后，通过电源调节直流电压的大小和方向，施加电场，电流将从四个探针流经样品，通过测量仪器来测量电流和电压值。
最后，通过仪器内部计算程序计算出样品的电阻率。
三、使用方法使用粉末电阻率测试仪需要注意以下几点：1. 在进行测试前，要确保测试仪器与电源连接正确，并且所有相关的探针和测量电路都连接稳定。
2. 将粉末样品均匀地放置在测量室中。
应注意避免粉末样品的聚集和堆积。
3. 设置测试仪器的电压和电流范围。
应根据样品的电性质和测试需求来选择合适的参数，以保证测量的准确性。
4. 开始测试后，应保持室内环境相对稳定，并避免人为因素的影响。
5. 测量完成后，将测试仪器的参数调到初始状态，并将测试室清洗干净，以便下一次使用。
总之，粉末电阻率测试仪是一种非常有效的测试装置，可以用来测试各种不同类型的粉末材料的电性能。
在使用测试仪器时，一定要严格遵守使用规程和注意事项，以确保测试结果的准确性和可靠性。
半导体行业阻抗测试仪原理
半导体行业阻抗测试仪原理半导体行业中，阻抗测试仪是一种常用的测试设备，用于测量电路或器件的阻抗特性。
阻抗测试仪基于电流和电压之间的关系，通过对电路或器件施加不同的电压或电流信号，并测量相应的电流或电压响应，从而计算出阻抗值。
阻抗测试仪原理主要包括电流源、电压源、控制电路和测量电路。
首先，电流源是用于提供测试电路或器件所需的电流信号。
通过调节电流源的电流值，可以控制测试电路中的电流大小。
其次，电压源是用于提供测试电路或器件所需的电压信号。
通过调节电压源的电压值，可以控制测试电路中的电压大小。
然后，控制电路负责管理电流源和电压源，并确保它们的电流或电压值在测试过程中保持稳定。
控制电路可以根据用户的要求，在测试过程中调整电流或电压的大小。
最后，测量电路用于测量测试电路或器件产生的电流或电压信号。
测量电路通常包括采样电路、放大电路和数字转换电路。
采样电路用于将电流或电压信号转化为可测量的电压信号，放大电路用于将电压信号放大到合适的范围，而数字转换电路用于将放大的电压信号转换为数字数据，以便用户进行分析和计算。
在实际使用中，阻抗测试仪可以测量不同类型的阻抗参数，如电阻、电容和电感等。
对于电阻的测试，阻抗测试仪会通过施加电流信号，测量相应的电压响应来计算电阻值。
对于电容和电感的测试，阻抗测试仪则会通过施加电压信号，测量相应的电流响应来计算电容或电感值。
需要注意的是，阻抗测试仪的精度和性能受到很多因素的影响，如测试信号的频率范围、测试电路或器件的特性以及测试仪本身的设计和质量等。
因此，在选择和使用阻抗测试仪时，用户需要根据具体的测试需求和要求，合理评估和选择合适的测试仪器。
总之，阻抗测试仪是半导体行业中常用的测试设备，通过测量电路或器件的电流和电压响应，计算阻抗值。
其原理包括电流源、电压源、控制电路和测量电路。
通过合理选择和使用阻抗测试仪，可以有效地评估和分析测试电路或器件的性能和特性。
探针方法测量半导体的电阻率
探针方法测量半导体的电阻率半导体材料是一类介于导体和绝缘体之间的材料，其电阻率在导体和绝缘体之间。
测量半导体的电阻率对于了解其导电性能以及材料特性非常重要。
其中一种常用的测量方法是探针方法。
探针方法是一种直接测量材料电阻率的方法，它利用了材料的电阻与尺寸、电流和电压之间的关系。
下面将详细介绍探针方法测量半导体电阻率的原理和步骤。
1.原理：探针方法通过在半导体材料上加上一定电流和电压，然后测量电流和电压之间的关系来计算电阻率。
根据欧姆定律，电阻率可以通过以下公式计算：ρ=Ra/(L×A)其中，ρ表示电阻率，R表示电阻，a表示电阻的推销线长度，L表示电流流过的有效长度，A表示截面积。
2.步骤：（1）准备样品：选择适当尺寸和形状的半导体样品，如片状、棒状等。
确保样品表面光洁，以减小接触电阻。
（2）固定样品：将样品固定在一个恒温的环境中，以保持温度的稳定性。
（3）测量电流-电压关系：使用探针仪器，在样品的两个端点接触两个探针，一个用于输入电流，一个用于测量电压。
逐渐增加电流，并记录对应的电压值。
（4）计算电阻率：利用测量到的电流和电压值，计算电阻率。
根据欧姆定律，电阻率可以通过R=V/I计算得到。
（5）考虑材料特性：根据材料的尺寸和形状，以及探针的接触情况来修正计算结果。
比如，对于不同形状的样品，可以根据几何形状的关系来计算电阻率。
探针方法测量半导体电阻率的优点是直接、无损伤地测量样品，可以获得较准确的电阻率值。
然而，探针方法也存在一些局限性，比如接触电阻和温度效应等。
接触电阻是由于探针与样品之间的接触不完美而引起的额外电阻，可能会导致电阻率的测量偏差。
温度效应是由于样品在加上电流后发热，导致温度升高，从而影响电阻率的测量结果。
为了减小这些误差，可以采取一些措施，如使用更小的探头，提高接触的稳定性，降低电流密度以减小温度效应等。
此外，还可以进行多组数据的测量，取平均值，以获得更准确的结果。
总之，探针方法是一种常用的测量半导体电阻率的方法，通过测量电流-电压关系来计算电阻率。
ST2722半导体粉末电阻率测试使用说明
ST2722半导体粉末电阻率测试使用说明一、产品概述ST2722半导体粉末电阻率测试仪是一种用于测量半导体粉末电阻率的专用仪器。
它采用了电阻率测试原理，通过电流和电压的测量，计算出样品的电阻率。
该仪器具有测量精度高、操作简便、稳定可靠的特点，广泛应用于半导体材料研究和生产领域。
二、仪器组成和工作原理1.仪器组成2.工作原理仪器通过电源提供恒定的电流，经样品流过一段时间后，通过电压传感器测量样品两端的电压大小。
通过测量的电压和电流值，计算出样品的电阻率。
三、使用说明1.仪器准备将仪器主机和电源连接好，插上电源线。
连接好电流电压源和电阻计，确保连接稳固、接触良好。
打开电源开关，等待仪器自检通过。
2.样品准备将待测样品粉末放入测试夹具中，注意夹具上的导电接触要与样品完全接触。
夹具安装好后，将测试夹具插入仪器的测试接口中。
3.参数设置使用仪器前需要进行参数设置，包括选择电流大小、测试时间等。
根据待测样品的特性和测试需求，选择合适的参数进行设置。
4.测试操作按下仪器上的测试按钮，仪器会开始工作。
测试过程中，可以实时监测电流和电压的数值变化。
测试完成后，仪器会自动停止并显示测试结果。
5.数据处理仪器可以将测试结果自动保存在数据处理模块中，可以通过连接电脑进行数据传输和处理。
可以将测试结果导出为Excel等格式，方便后续的数据分析和处理工作。
四、注意事项1.使用仪器前，请仔细阅读说明书，了解仪器的工作原理和操作方法。
2.在使用仪器前，请确保仪器的电源和电气连接正常，并处于稳定状态。
3.在进行测试操作前，请仔细检查测试夹具和样品的接触情况，确保导电良好。
4.在测试过程中，请不要随意拔出测试夹具或触碰测试接口，以免引起电击或损坏仪器。
5.在仪器工作过程中，如遇到异常情况，请及时停止测试，并检查故障原因。
以上是ST2722半导体粉末电阻率测试仪的使用说明，希望能帮助您正确地使用该仪器，进行准确的电阻率测试。
如需进一步了解和掌握操作方法，请详细参考仪器的操作手册。
关于导电性粉末电阻率测试仪详情介绍
关于导电性粉末电阻率测试仪详情介绍标准满足standard：1.YST 587.6-2006 炭阳极用煅后石油焦检测方法第6部分粉末电阻率的测定；概述Overview：1.四端测量法.2.采用4.3吋大液晶屏幕显示.3.显示电阻值、电阻率、电导率值、温度、压强值、单位自动换算.4.液压动力（手动）.5.薄膜按键开关面板，操作简单.6.中文或英文两种语言操作界.原理: Principle:一定量的粉体，在液压动力下压缩体积至设定压力值或压强，无需取出，在线测量粉体电阻、电阻率、电导率，并记录数据.解决粉体难压片成型或压片取出测量误差.适用范围：Scope of application适用于锂电池材料、石墨烯、石墨类、碳素粉末、焦化、石化、粉末冶金、高等院校、科研部门，是检验和分析导电粉末样品质量的一种重要的工具。
型号及技术指标Models and technical indicators：规格型号 model FT-300I FT-300II FT-300III FT-300Ⅳ1.电阻resistance10-7～2×107Ω10-6～2×106Ω10-5～2×106Ω10-4～1×105Ω2.电阻率范围Resistivity 10-7～2×107Ω-cm 10-6～2×106Ω-cm 10-5～2×106Ω-cm 10-4～1×105Ω-cm3.电导率Conductivity5×10-7～107s/cm 5×10-6～106s/cm 5×10-6～105s/cm 5×10-5～104s/cm4.测试电流范围current1μA，10μA，100µA，1mA，10mA，1000mA 1μA，10μA，100µA，1mA，10mA，5.测量电压量程Voltage 测量电压量程 voltage：2mV 20mV 200mV 2V测量精度Accuracy±（0.1%读数）分辨率 Resolution： 0.1uV 1uV 10uV 100uV6.电流精度Current±0.1%Accuracy ±0.2% Accuracy ±0.2% Accuracy ±0.3% Accuracy7.电阻精度Resistance Accuracy ≤0.3%标准电阻resistance≤0.3%标准电阻resistance≤0.3%标准电阻resistance≤0.5%标准电阻standardresistance步骤及流程1.运行高度清零.2.将称重样品装入模腔.3.固定上电极旋钮.4.在显示器上设置好参数.5.达到设定压力或压强值.6.读取样品压缩高度数据并输入.7.获得电阻、电阻率、电导率数据.8.记录数据.9. 样品脱模7. 测试结束.优势描述：1.高性价比机型.数据稳定.2.可读取粉末高度数据，无需人工测量.3.可选购PC软件.4.高精度电阻率测量系统.5.配置粉体废料收集盘.6.操作简单. 自动计算出所需数据.7.经济实惠，功能突出.8.获得压实后电阻、电阻率、电导率、高度、直径、压强等数据. 整机示意图操作界面显示：部分客户案例：中科院过程工程研究院河北工程大学温州大学天津大学高确有限公司福建鑫森碳业股份有限公司东莞理工大学北京联合涂层技术有限公司多氟多新能源科技有限公司天元羲王(深圳)新能源材料科技有限公司北京工业大学扬州大学广西大学深圳市国创新能源研究所连云港正道新能源有限公司武汉大学化学院上海交通大学电子科技大学山东联科新材料股份有限公司黑龙江天林科技有限公司西安交通大学常州二维碳素科技股份有限公司中科院广州能源研究所武汉优卓科技有限公司深圳市斯诺实业发展有限公司极限资源科技有限公司湖北泽川科技有限公司贵州安达科技能源股份有限公司服务项目1.质保：12个月，终身维护.2.培训：操作培训：电话教学；视频教学文件；远程视频沟通；现场教学；说明书教学文件3.保养和维护：提供因知保养和维护文件、标识、表格、保养提醒.4.验证文件：3Q验证文件、计量证书5.扩展服务：延保服务，样品测试服务，后延技术服务，仪器租赁服务.粉体行业本机常用配套方案：1.粉体行业常用仪器方案：水分仪，松装密度仪，休止角测试仪，粉体流动性测试仪，筛分粒度仪，振实密度仪，粉末电导率测试仪，体积密度仪.粉体综合分析解决方案：FT-3400粉体流动行为分析仪（静态力学，剪切法）FT-7100粉体流动测试仪（动态力学，转鼓法或旋转圆筒法）FT-3900粉末屈服强度分析仪（单轴压缩法）FT-3500粉体压缩强度测试仪（可压性，压缩方程）FT-2000智能颗粒和粉末特性分析仪系列(传统方法)FT-301系列智能粉末电阻率测试系统（电性能）品牌分享：ROOKO瑞柯品牌-----专注于粉体&新材料测量与分析仪器解决方案---解决粉体表征：流与不流分析；粒度；水分；体积分析；电导性、静电电荷分析.----我们一直在做：研发、生产、销售、租赁、实验室样品分析及后延扩展服务.商标、专利知识产权。
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ST2722半导体粉末电阻率测试仪技术简介一、结构特征
ST2722粉末测试系统组成ST2722粉末测试仪测试界面
二、概述
2.1基本功能和依据标准：
ST2722型半导体粉末电阻率测试仪是运用四端子法或四探针法电阻率测试仪与自动化粉末压片机相组合，测试粉末“电阻率-压强”特性曲线的集成化、智能化测量仪器。
四端子法符合GB/T24521-2009和YS/T587.6-2006有关国标和行业标准。
四探针法符合最新GBT30835-2014《锂离子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料》、GB/T1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流四探针法》并参考美国
A.S.T.M标准。
2.2仪器成套组成：整套仪器有ST2722电阻率测试仪主机和SZ或SD型粉末压片机两大部分以及配套的电脑软件组成。
主机是整个系统电气控制显示核心部分，主要由精密恒流源、高分辨率ADC、嵌入式单片机系统单元以及压力、厚度显示单元、与PC机通讯单元等组成。
压片机压片机由粉末标准容器、电极、加压机构、压力检测、厚度检测、连接线缆等单元组成。
是粉末压片成型装置，用来装夹粉末（含高分子粉末和金属粉末等），进行压力施加（压片）和自动压力检测、高度检测。
（以下简称压片机）。
2.3优势特征：
1)测试仪设计，符合国标和行业规范，国内领先，并获国家专利。
专利
号：ZL201220082173.9,有两款如下：
ST2722-SD四端子法符合GB/T24521-2009和YS/T587.6-2006有关国标
和行业标准。
采用国际通用的电流、电压四端子测量法（仪器电流源和电压
表两个单元分别从独立回路连至电极同时和样品接触），可以消除电极与连
接导线导通电阻产生的误差，克服了传统的二端法测量粉末电阻率仪器的弊
病，可以真实地、准确地测量出粉末样品的电阻率，因此重复性也好。
ST2722-SZ四探针法测试台设计符合符合最新GBT30835-2014《锂离
子电池用炭复合磷酸铁锂正极材料》中关于粉末电阻率测试的原理和规范，
参照GB/T1551-2009《硅单晶电阻率测定方法》、GB/T1552-1995
《硅、锗单晶电阻率测定直流四探针法》并参考美国A.S.T.M标准。
2)同步式连续多点测试，高效快捷、准确度高、重复性好。
一次装料，电阻
率、压强、高度同步式连续多点测试，可快速绘制粉末“电阻率-压强”曲线。
国内
唯一，行业领先，行业推荐粉末电阻率标准测试方式。
可避免传统异步式的先压
片脱模后再四探针测试的缺项：误差大，重复性差，直至散
块不能成形无法测试的问题。
3)带智能化电脑软件，可以保存、查询、统计分析数据和打印报告。
4）USB通讯接口，通用性好、方便快捷。
优于RS232或485方式，
这些端口一般电脑都难配了！
5）8档位超宽量程，行业领先。
同行一般为五到六档位。
6）可脱电脑单机操作,小型化、手动/自动一体化。
操作简便、性能稳
定，所有参数设定、功能转换全部采用数码键盘输入。
7）可拓展功能：压片机可独立当普通压片机用，电阻率测试仪也可以增
配四探针测试台、探头拓展为普通四探针测试仪或电池极片电阻率测试仪。
2.6适用范围：本仪器具有操作简便高效、测量精度高、稳定性好、重
复性好，一机多用使用方便等特点。
也是区别于以往旧款同类测试台新特
点！本仪器适用于碳素厂、焦化厂、石化厂、粉末冶金厂、高等院校、科研部门、是检验和分析固态和粉态样品质量的一种重要优良工具。
1
三、技术参数
电阻率：10.0×10-6～k×200.0×103Ω-cm分辨率1.0×10-6～0.1×103Ω-cm,k=1～10
3.数字电压表：
⑴量程：10mV～100mV，自动
⑵显示:4位有效数字，最大显示999.9，小数点、单位自动显示
4.数控恒流源8档宽量程
电流输出：系统自动步进调整，直流电流0.1µA，1.0µA，10µA，100µA，1.0mA,10mA,100mA,1.0A共8档可调。
5.粉末测试台部分参数：
（1）试样成份：成份不限，但不得含有对测试台和电极有腐蚀作用的成份。
（2）试样粒度：推荐以40目以下—60目以上（标准筛网），一般其他粒度也
可！（3）料杯容积：截面：S=1.0cm2
高度：0～20mm可调,（4）自
动高度测试单元，测量误差：±0.02mm。
四位有效显示数00.00～20.00mm，分别率±0.02mm。
（5）自动压强测试单元，标准压
=4Mpa±0.05Mpa。
强：P
压强量程：20Mpa,P=0～20Mpa可调。
四位有效显示数00.00～20.00MPa，分别率±0.01MPa。
（6）、压力机构采用手动操作、压力平稳可调。
6.配套PC软件
1USB高速通讯接口。
2带数据库方式存储数据，便于历史查询和第三方软件拓展共享。
3自动生成excel形式的图表结合的测试报告,包含电阻率-压强曲线图形和详细测试数据。
4带测试报告预览、编辑、打印功能。
7.测试仪外形与重量
前宽×长×总高=250mm×220mm×540mm
重量=10Kg
10W
输入:220V±10%50Hz
相对湿度：≥60%
工作室内应无强电磁场干扰，不与高频设备共用电源。
2。