(高清版)GBT 41204-2021 纳米技术 纳米物体表征用测量技术矩阵

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I IX X 1 1 13.1通用术语 13.2纳米物体参数 24矩阵中包含的参数 3 45.1概述 4 45.2.1描述 45.2.2纳米物体参数 55.2.3优点 55.2.4局限性 55.2.5被测量 55.2.6相关标准 5 55.3.1描述 55.3.2纳米物体参数 55.3.3优点 55.3.4局限性 65.3.5被测量 65.3.6相关标准 6 65.4.1描述 65.4.2纳米物体参数 65.4.3优点 65.4.4局限性 65.4.5被测量 75.4.6相关标准 75.5气溶胶颗粒质量分析仪(AMS) 75.5.1描述 75.5.2纳米物体参数 75.5.3优点 75.5.4局限性 75.5.5被测量 7ⅡGB/T41204—20215.5.6相关标准 7 85.6.1描述 8 85.6.3优点 5.6.4局限性 85.6.5被测量 85.6.6相关标准 8 95.7.1描述 9 95.7.3优点 95.7.4局限性 5.7.5被测量 95.7.6相关标准 9 5.8.5被测量 5.8.6相关标准 5.9差分电迁移分析系统(DMAS) 5.9.5被测量 5.9.6相关标准 5.10.1描述 5.10.2纳米物体参数 5.10.3优点 5.10.4局限性 5.10.5被测量 5.10.6相关标准 5.11.1描述 5.11.2纳米物体参数 5.11.3优点 5.11.4局限性 5.11.5被测量 5.11.6相关标准 Ⅲ 5.12.1描述 5.12.2纳米物体参数 5.12.3优点 5.12.4局限性 5.12.5被测量 5.12.6相关标准 5.13电泳/毛细管电泳 5.13.1描述 5.13.2纳米物体参数 5.13.4局限性 5.13.5被测量 5.13.6相关标准 5.14能量色散X射线谱(EDS/EDX)和波长色散X射线谱(WDS) 5.14.2纳米物体参数 5.14.4局限性 5.14.5被测量 5.14.6相关标准 5.15场流分级法 5.15.1描述 5.15.2纳米物体参数 5.15.3优点 5.15.4局限性 5.15.5被测量 5.15.6相关标准 5.16荧光光谱法 5.16.1描述 5.16.2纳米物体参数 5.16.3优点 5.16.5被测量 5.16.6相关标准 5.17傅里叶变换红外(FT-IR)光谱法和FT-I 5.17.1描述 5.17.2纳米物体参数 5.17.3优点 5.17.4局限性 5.17.6相关标准 5.18感生光栅法(IG) V 5.18.5被测量 5.18.6相关标准 5.19.1描述 5.19.2纳米物体参数 5.19.4局限性 5.19.5被测量 5.19.6相关标准 5.19.7纳米联用ICP-MS技术 5.20.2纳米物体参数 5.20.3优点 5.20.4局限性 5.20.5被测量 20 205.21.2纳米物体参数 205.21.3优点 20 5.21.6相关标准 20 205.22.1描述 20 5.22.4局限性 5.22.5被测量 215.22.6相关标准 21 21 21 5.23.3优点 5.23.5被测量 22V 22 5.25.1描述 23 235.25.4局限性 235.25.5被测量 23 24 5.27.4局限性 5.27.5被测量 255.27.6相关标准 25 26 26 5.28.3优点 265.28.4局限性 26 5.29.5被测量 5.30X射线小角散射法(SAXS) 28VGB/T41204—2021 28 28 285.30.5被测量 5.30.6相关标准 29 295.31.1描述 295.31.2纳米物体参数 29 295.31.4局限性 29 30 5.31.7相关标准 5.32.2纳米物体参数 5.32.3优点 5.32.4局限性 5.32.5被测量 5.33.2纳米物体参数 5.33.3优点 5.33.4局限性 5.33.5被测量 5.33.6相关标准 5.34透射电子显微术(TEM) 5.34.1描述 5.34.2纳米物体参数 5.34.4局限性 5.34.5被测量 5.34.6相关标准 5.35X射线衍射(XRD) 5.35.2纳米物体参数 5.35.3优点 5.35.4局限性 5.35.5被测量 5.35.6相关标准 5.36X射线光电子能谱(XPS) M 335.36.2纳米物体参数 335.36.3优点 335.36.4局限性 345.36.5被测量 5.36.6相关标准 34附录A(资料性)样品分离/制备 35 37X本文件将经常测量的纳米物体参数与相应的测量技术相关联，是纳米技米物体测量信息的有用工具。常见纳米物体的被测量列于快速查询表的第1行(见表1)。如果列于矩本文件中列出的测量技术有些未经过比对实验或其他测量方法的证实。1本文件提供了表征纳米物体常见理化参数的测量技术矩阵。有些测量技术也适用于纳米结构GB/T30544.6纳米科技术语第6部分：纳米物体表征(GB/T30544.6—2016,ISO/TS80004-6:231行(见表1)。单个测量技术通常不能提供某一纳米物体所有感兴趣参数的充足信息；同样，缩写晶体性质电动电位十十十十十十俄歇电子能谱(扫描)十十十十十十十十十十十十电声谱十电子能量损失谱十电泳/毛细管电泳十能量色散X射线谱和波长色散EDX/EDS和十十十十十十十十十电感耦合等离子体质谱法/单粒十十十十十十十十十十十十十十4表1快速查询表(续)缩写晶体性质电动电位十十十十十扫描电子显微术”十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十十需要特定的检测器或附件得到目标参数。5——ISO20998-1Measurementandcharacterizationofparticlesbyacous——ISO20998-2Measurementandcharacterizationofparti6——ISO13318-1Determinatio——ISO13318-2Determinatmethods—Part2:Photocentrifugemethod——ISO13318-3Determinatmethods—Part3:Centri体积分数下限约为1%;体积分数上限约为50%。7 ISO13099-3Colloidalsystems—MethodsforZetapo8——ISO16531Surfacechemicalandtheassociatedmeasurementofcurrentorcurrentdensityfordepspectroscopy—Methodsusedtodeterminepeakintensitiesandinformation——ISO/TR14187Surfacechemicalanalysis—C—-ASTME827-08Standardpracticeforidentifyingelementsbythepea——ASTME1217-11Standardpractic9——ISO15901-2Poresizeandgasadsorption—Part2:Analysisofmes——ISO18757Fineceramics(adofspecificsurfaceareaofceramicpowdersbygasadso——ASTMC1274-12Standardte——ASTMD1993-03Sta——ASTMB922-10Standardte 尺寸分辨率高(商用仪器在2.5nm处的不确定度<2%)。尺寸下限约2nm;尺寸上限约1000nm(与CPC联用时尺寸上限约5μm)。数量浓度下限约10²cm-³;数量浓度上限约10⁷cm-³(不需稀释)。——ISO15900Determinationofparticlesizedistribution-dif5.10差示扫描量热法(DSC)在较高温度快速扫描(扫描速率为400℃/min或更高)可抑制样品的分解。很多DSC仪器无法达到400℃/min的扫描速率，也不能在这么高的扫描速率下收集数据。在吸热或放热反应中单位质量的能量输入(J/g)。——ISO11357-1Plastics—Differentials——ISO11357-2Plastics—Differentialscanning——ISO11357-3Plastics—Differentitemperatureandenthalpyofmeltingan——ISO11357-4Plastics—Differentialscan——ISO11357-5Plastics—Differentialscanningcalorimetry(DSC)—Part5:Determinationofcharacteristicreaction-curvetemperaturesandtimes,enthalpyofreactio——ISO11357-6Plastics—Differential——ISO11357-7Plastics—Differentiacrystallizationkine——ISO22412Particlesizeanalysis—Dynamiclightscatteri——ASTME2490Standardguideformeasurementofparticle——ISO13099-2Colloidalsystems—Methodsforzeta-p——ASTME2865-12StandardGuidefortentialofNanosizedBiologicalMaterials ISO15632Micreobeamanalysisspecificationandcheckingofenergy-dispersiveX-rayspectrometers——ISO22309Microbeamanalysis—Quantitativeanalysisusingenergy-dispersivespectros——ASTME578-07StandardtestmethodforLinearityofFl——ASTME579-04StandardTestMethodforLimitofDetectionofFluorescenceofquiline fFluorescenceSpectrometeResch-GengerU.,DeroseP.C.Classificationterminology,andrecommendatiorselection,use,andproduction(IUPACTechnicalReport).PureAppl.Chem.2010,82pp.icityscreening:FT-IRmet纳米物体的元素组成(kg/kg)。纳米物体的质量或尺寸(nm)。——ISO/TS13278Nanotechnologies—Determinationofelementalimpurinanotubesusinginductivelycoupledplasmamass——ISO/TS19590Nanotechnologies—Sizedistributionandconcentrationofinorganicnanoticlesinaqueousmediaviasingleparticleinductivelycoupl5.19.7纳米联用ICP-MS技术FFF(场流分级法)通常与ICP-MS联用。场流分级法(FFF)包含一套高分辨的洗脱技术，可以按尺寸分离1nm～100nm范围的纳米粒子和尺寸达微米级的胶体。利用FFF理论或粒度标物进行校激光衍射技术是颗粒在各个方向发生弹性散射的光强度对颗粒尺寸具有依赖性的现象。所有商用液相色谱是一种分离液体混合物中组分的技术，使用一种固定相(填充了非常小的颗粒的柱子)和一种流动相(一种溶剂体系)。流经固定相颗粒的溶剂有助于分离样品中的组分。质谱(MS)是一种测量物质气相离子质荷比的分析技术。MS用于在宽的分子量范围内检定混合物中的物质、测定样品组f——ASTME2834Standardguideformeasurementofparticlesizedistributionof0.5nm～5nm之间可选。吸光度范围最小应为0.3nm,特征吸收为0.1nm时，杂散光宜控制在——ISO/TS10868Nanotechnologies—Characterizationofsingle-ultraviolet-visible-nearinfrared(Uv-Vis-NIR)absorptionspectro ISO/TS17466UseofUV-V5.26共振质量测量(RMM)粒(或气泡)质量改变悬臂的共振频率，频率变化与颗粒的浮力质量直接相关。该技术可对样品中颗粒尺寸范围为50nm～5μm,尺寸范围依赖于颗净质量。5.27扫描电子显微术(SEM)5.14)。与附件[如能量色散X射线谱(EDS/EDX)或波长色散谱仪(WDS)]联用可测定化学组成并获电子背散射衍射(EBSD)是入射电子在晶体或晶粒内产生衍射的效应，通常作为扫描电子显微镜——ISO13067Microbeamanalysis—Electronback——ISO16700Microbe ISO22493Microbeamanalysis—Scanningelectro——ISO24173Microbeamanalysis—Guidelinesfororientationmeasurementusingelect——ISO/TS10798Nanotechnologies—Characterizationofsingle-wallcarbonnanotu ——ISO11039Surfacechemicalanalysis—Scanning-pro——ASTME2530-06Stan ASTME2859-11Standardguideforsizeme可在透过率>10%和灵敏度优于百万分之一时，测定2000m/z以内的痕量元素。NanoSIMS是一种利用束斑直径非常小的离子束(低至50nm)实现高空间分辨率的分析差分散射截面(cm-¹)。5.31静态光散射(SLS)和静态多重光SLS亦称为多角度光散射(MALS)或多角度静态光散射(MASLS)。通常SLS是在光传播方向和水平方向的检测面垂直于偏振面。与单粒子技术(见5.32)不同，SLS是统计测试技术(即很多颗粒对SMLS是基于SLS并将其应用到以多重散射为主导的浓介质中。在足够浓的样品中，入射光在到达检测器前先被多重颗粒散射，因此丢失了所有的相信息。多重散射光的强度依赖于入射光的波长和对气溶胶(仅SLS)和分散在液体中的颗粒都适用。应用特定理论分析(如：RGD)可能需要已知颗粒和悬浮介质的光学性质(折射率)。SLS难假定颗粒是球形进行尺寸计算。如果形状因子已知，可代入到RGD分析或用其将Rg转换对于SLS,尺寸范围受波长来源和检测器角范围限制。使用RGD或Guinier分析和He-Ne—-ISO13320Particlesizeanthecharacterizationofdispers——ISO21501-1(allparts)Determinationofparticlesizedistribution—Singlepa——ISO/TS11308Nanotechnologies—Characterizationofsinglewallcarbonnanotubesusingthermogravimetricanalysis——ISO25498Microbeamanalysis—Analyticalelectronmictroscopy—Selected-areaelectron——ISO29301Microbeamanalysis—Analyticacalibratingimagemagnificationbyusingref——ISO/TS11888Nanotechnologies—Characterizationofmultiwallcarbonnanotubes-Meso-无法检测H和He。chemicalanalysis—X-rayphotoelectronspectroscopy—Descrfselectedinstrumentperemicfpectroscopy—Guidetotheuseoferthequantitativeanalysisofhomogeneousmat chemicalanalysis—X-rayphotoelectronspectroscopy—Reportf——ISO20903Surfacechemicspectroscopy—Methodsusedtodeterminepeakintters—Linearityofintensiconstancyofintensitys——ISO/TR18392Surfacechemicalanalysis—X-rayphotoelectron——ISO/TR19319Surfacechemical——ABRAMOM.,ADAMSE.,GIBSONM.,HAHNL.,DOYLEA.(19inducedinsulatordepIEEEInternationalReliabilityPhysicsSymposium,pp,66-71.——ALIM.Y.,HUNGw.,YONGQIF.Reviewoffocusedionbeamsputtering.Int.J.Precis.Eng.Man.2010,11,pp.157-170.beam.Microsc.Microanal.2008,14(Suppl.2),pp.380-381.——SMITHN.S.,NOTTEJ.A.,STEbeaminstruments.MRSBull.2004,39,pp.329-335.——VOLKERTC.A.,MINORA.M.Focusedionbeammicroscopyandmicromachining,MRSBull.2007,32,pp.389-399.一种基于溶液分离的液相色谱技术，该技术中胶体材料的水相分散液流经球形凝胶颗粒填充柱。A.3.2纳米物体参数A.4超滤(UF)A.4.1概述样品通过半透膜时由压力或浓度梯度引起分离的膜过滤技术。悬浮的固体和高分子量溶质停留在A.4.2纳米物体参数A.4.3.3可区分颗粒尺寸(微纳过滤)。A.4.4局限性A.4.4.1无法定量。A.4.4.2需要开发与样品匹配的滤芯。[1]ISO472:2013Plastics—Vocab[2]ISO/IECGuide99:2007[3]GB/T30544.4—2019纳米科技术语第4部分：纳米结构材料[4]SALAMONA.W.NanotechnologyandEngineeringNanoparticles—Ap2010.[accessed14Jan2016].Availablefrom:www.perkin[5]ISO/TS80004-2:2015Nanotechnologies—TerminologyanddefinitionsfNanoparticle,nanofibreandnanoplate[6]ISO9276-2Representationofresultsofparticlesizeanalysis—Part2:Calculationofaver-[9]ISO9276-6Representationofresultsofparticlesizeanalysis—Part6:Descriptquantitativerepresentationofparticleshap[10]ISO26824Particlecharacterizationofparticcationofaircleanlinessbyparticlec[12]ISO15901-1Evaluationofporesizedistributionandporosityofsolid[13]ISO/TR13014Nanotechnologies—Guidanceonphysi[14][Accessed14Jan.2016].Availableaccordingtotheirmass-to-chargeratio:Aerosolparticlemassanalyser.J.AerosolSci.1996,27(2),[16]MCMURRYP.H-,WANGmobilityforatmosphericparTechnol.2002,36pp.227-238.17]BRUNAUERS,EMMETTPH.,TELLERE.Adsorptionrlayers.J.Am.Chem.Soc.1938,60p.309.[18]ISO15900Determinationofparticlesizedistribution—Dif[19]KNUTSONF.0.,&WHLTBYK.T.Aeros[20][Accessed14Jan2016].[21]SCHICKC.StudyRigidAmorphousFraction[22]CASSELR.B.ImprovedHyperDSCTechniquetoDetermineSpnanocompositesandprobeforHigh-TemperatureDevitrification.PerkinElmer.2012.[accessed4Dec2012].Availablefrom:/category/nanometrology[24]ISO22309Microbeamanalysis—Qcopy(EDS)forelementswithanatomicnumberof11(Na)o[25]GIGAULTJ.,PETTIBONEJ.M.,SCHMITTC.,HACKLEcharacterizationofnanoscaleparticlesbyasymmetric-flowfieldflowfractionation:Atutorial.Anal.Chim.Acta.2014,809pp.9-24.[26]ISO15202-3Workplaceair—DeterminationofmetalsandCouplmgtoICP-MS.[ac[28]ISO17751T[30][Accessed30Sep2014[31]FILIPOVICL,&SELBERHERRS.SimulationsofLocalOxidationNanolithographyAFMBasedontheGeneratedEletp://www.iue.tuwien.ac.at/pdf/ib_2012/CP2012_Filip[32]VANDEHULSTH.C.MultipleLightSc[33]BOHRENC.H.,&HUFFM[34]ISO18115-2[35]ISO29301Microbeamanaforcalibratingimagemagnificationbyu[37]ISO/TS80004-6Nanotechnologies—Vo[38]ISO20998-1Measurementandcharacteriz[39]ISO20998-2Measurementandcharacterizationofparticlesbyacousticmethods—Part2:[40]ISO13318-1Determinationofpa[41]ISO13318-2Determinationofpa[42]ISO13318-3Determinationofpar[44]ISO16531Surfacechemicandtheassociatedmeasurem[45]ISO20903Surfacechemicalanalysis—Augetronspectroscopy—Methodsusedtodete[46]ISO/TR14187Surfacechem[48]ASTME984-12Standardgui[49]ASTME996-10Standardpractice[50]ASTME1217-11Standardpracticefordeterminationofthespecimen[51]ISO9277Determinationo[52]ISO15901-2Poresizedistributionandporosityofso[53]ISO18757Fineceramics(advantionofspecificsurfaceareaofceramicpowdersbygasad[56]ASTMB922-10Standardtestmethodformetal[57]ASTMC1069-09Standardtest[58]ISO27891Aerosolparticlenumberc[60]ISO11357-2ofglasstransitiontemperat[61]ISO11357-3Plastics—Diffoftemperatureandenthalpyofmeltingandcrystal[62]ISO11357-4Plastics—Diffofspecificheatcapacity[63]ISO11357-5ofcharacteristicreaction-curvetemperaturesandtimes,enthalpyofreactionanddegreeofconversion[64]ISO11357-6Plastics—Diffofoxidationinductiontime(isothermalOIT)andoxidationinductiontemperature(dynamicOIT)[65]ISO11357-7Plastiofcrystallizationkinetics[68]ASTME2490Standardguideformeasurementofparticlesizedistributionofnanomateri-[70]ASTME2865-12StandardGuideforMeasurementofElePotentialofNanosizedBiologicalMaterialsspecificationandcheckingofenergy-dis[72]ASTME578-07standardtestmethodforLi[73]ASTME579-04standardtestmethodforlimitofDetectionofFluorescenceofQuinine[74]ASTME388-04StandardTestMethodofFluorescenceSpectrom[75]RESCH-GENGERU.,&DEROSEP.C.Classification,terminology,andrecommendationsontheirselection,use,andproduction(IUPACTechnicalReport).Putoxicityscreening:FT-IR[77]ISO/TS13278Nanotechnologies—Dcarbonnanotubesusing[78]ISO/TS19590Nanotechnologies—Sizedistributionandconcentration