カーボン材料のラマン分析

カーボン材料はグラファイト、活性炭、カーボンファイバーなど様々なものがあり、リチウムイオン電池の負極活物質や、導電性プラスチック用添加剤、インク、CFRPなど様々な用途で幅広く使用されています。ラマン分析によりカーボン材料の構造の違いを評価しました。

カーボン材料によるラマンスペクトルの違い

3種類のカーボン材料(グラファイト、アセチレンカーボンブラック、活性炭)について、ラマンスペクトルを測定しました。

3種のカーボン材料によるのラマンスぺクトルの違い

グラファイト構造

積層状態

グラファイトは1580cm1付近のGバンドが強くシャープに検出されています。これはsp2構造に由来するピークです。また、1380cm1のDバンドのピークは構造の乱れを示すもので、ピークが弱いことから、グラファイトは構造の乱れが少ないことが分かります。一方、CB、活性炭はDバンドのピークが強くなっていることから、グラファイトの単位格子である六員環構造の崩れや、積層状態の網面がより無秩序に重なりあっている事を示しています。

また、CB、活性炭では、グラファイトに比べGバンドのピークがブロードになっており、半値幅が大きくなっています。これは、結晶子サイズが異なる事を示しており、グラファイトはCB、活性炭より結晶子サイズが大きい事が分かります。

ラマン分析はカーボン材料の構造や結晶性に関する情報を得る事が可能であり、カーボン材料の性能評価に有用です。

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