本文用扫描探针显微镜(SPM)测定了多种炭黑石墨化前后的表面微观结构,测量炭黑粒径以及表面粗糙度等微观参数,并与石墨化前的数据进行比较,结果表明炭黑石墨化后其表面形貌变化不大,但粗糙度却发生了改变,表面凹凸结构降低。并用图像处理软件进行图像分析得到表面粗糙度等数值,得到了一个新的炭黑表征参数-平均表面面粗糙度。同时测定了炭黑比表面积等常规物化性质,结果表明粗糙度值与炭黑常规补强参数间存在着一定的联系,粗糙度值越大,其常规补强参数值亦高。首次用动态扫描对炭黑进行观测,得到炭黑聚集体的微观表面形貌,采用基于分形理论中分数维测定方法之一的小岛法对炭黑的图像进行分析,并对炭黑粒子表面进行分数维的计算,比较不同品种炭黑在石墨化前、后的分数维差异。结果表明,炭黑表面呈现明显的分形特征;介关尺度下,炭黑表面分形维数随着炭黑表面粗糙度值和DBP吸收值的减少而降低,表明分形维数、表面粗糙度和常规补强性能参数间存在着对应关系。分别对石墨化前后的炭黑进行热失重分析,实验结果表明石墨化后的炭黑热稳定性大于石墨化前炭黑的热稳定性;炭黑表面粗糙度与炭黑表面能量间存在着联系,炭黑表面高能量点的分布和表面粗糙度一样分布不均匀;炭黑的热失重比是随着炭黑表面粗糙度以及比表面积的变化而变化的。表面粗糙度、热失重比以及常规补强性能参数间存在着对应关系。本文通过对炭黑石墨化前后的表面形貌、表面粗糙度、热失重比、表面分形维数以及炭黑补强性能参数等几个方面的研究,发现它们之间存在着对应关系,并把炭黑的微观参数与宏观性能参数结合起来,得到了炭黑补强在微观方面的一个重要表征参数-表面粗糙度,并提出了一种新的测量表面粗糙度的方法,使扫描探针在炭黑表面微观领域内有了新的综合分析微观表面形态的方法和思路。