雙壁碳納米管軸承移動摩擦特性的理論研究

基于cds良好的光學(xué)性質(zhì)和單壁碳納米管(swcnt)優(yōu)異的電子學(xué)性質(zhì),制備了納米cds/swcnt復(fù)合材料和納米cds/聚乙烯亞胺(pei)功能化swcnt復(fù)合材料,并利用日光燈光源模擬太陽光研究了它們的光電性質(zhì).結(jié)果表明,納米cds/swcnt復(fù)合材料呈現(xiàn)顯著的負(fù)光電導(dǎo)現(xiàn)象,而納米cds/pei-swcnt復(fù)合材料呈現(xiàn)強烈的正光電導(dǎo)現(xiàn)象.用電子轉(zhuǎn)移理論對這一結(jié)果進(jìn)行了解釋.兩樣品在大角度彎折的情況下,光電性質(zhì)均基本沒有變化.因此,納米cds/碳納米管復(fù)合材料在光電領(lǐng)域,尤其是新興的柔性光電子學(xué)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景.

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不需要添加任何催化劑,直接在含有少量ni和cr成分的不銹鋼襯底上,用微波等離子體化學(xué)氣相沉積(mpcvd)方法沉積碳納米管薄膜.在sem下觀察,生成的碳納米管取向無序,但濃度大、雜質(zhì)含量少、直徑小且分布均勻,其直徑在50-60nm,為多壁碳納米管.raman光譜實驗證實了此碳納米管中存在大量缺陷.場發(fā)射實驗表明,本樣品的開啟電壓低,電子發(fā)射均勻,發(fā)射電流大.當(dāng)用ito玻璃作陽極且場強為11v/μm時,電流密度可達(dá)到31ma/cm2;當(dāng)用熒光粉包覆的ito玻璃作陽極且場強為6v/μm時,電流密度可達(dá)到1.25ma/cm2,這時的電子可穩(wěn)定發(fā)射,使該樣品變成良好的電子發(fā)射體.

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測試了碳納米管/碳纖維水泥基材料的抗壓強度,研究了其在小應(yīng)力范圍內(nèi)循環(huán)載荷下電阻率的變化特性。結(jié)果表明,當(dāng)碳納米管摻量控制在0.2%到1.0%之間,碳納米管其有利于增強水泥基材料抗壓強度、線性度和可逆性,從而提高水泥基材料壓敏性能。碳納米管/碳纖維水泥基材料作為壓力傳感器用于車輛檢測、動態(tài)稱重計量和車速檢測等工程實際有非常好的前景。

將酸化處理以后的碳納米管(cnts)與高密度聚乙烯(hdpe)復(fù)合,采用機械共混法制備了定向cnts/hdpe復(fù)合材料,并對其力學(xué)性能、相態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能及熱性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:cnts的加入,提高了復(fù)合材料的屈服強度和拉伸模量,但同時卻降低了材料的斷裂強度和斷裂伸長率;cnts在hdpe基體中有了較好的分散性和相容性;cnts的加入對復(fù)合材料流變性能產(chǎn)生了較大的影響,加入少量的cnts可以使復(fù)合材料體系的表觀粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融溫度和結(jié)晶熔融焓均有所下降。

通過分子動力學(xué)模擬,對單壁碳納米管中穩(wěn)態(tài)機械波的激發(fā)條件進(jìn)行了詳細(xì)的研究。利用所施加的周期性機械外力,使單壁碳納米管產(chǎn)生局部徑向形變,該形變將以單壁碳納米管的管壁為彈性媒質(zhì)傳播開去,從而在單壁碳納米管中形成機械波;機械波產(chǎn)生的條件依賴于單壁碳納米管波動系統(tǒng)能量的維持和受迫振動區(qū)域形變方向的控制;穩(wěn)定機械波形成的最佳條件是碳納米管的形變度和受迫振動頻率之間的最優(yōu)匹配,以及由此形成的單壁碳納米管在周期性外力作用下產(chǎn)生的共振。

螺旋狀碳納米管(coiledcarbonnanotubes,ccnts)是一種彎曲環(huán)繞,形成螺線狀結(jié)構(gòu)的碳納米管。其螺旋形態(tài)特有的手性、螺旋狀,以及非線性力學(xué)響應(yīng)等性質(zhì),使其在微納器件、復(fù)合材料等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景,逐漸成為人們關(guān)注的熱點方向。本文從制備、形成機理、結(jié)構(gòu)調(diào)變以及應(yīng)用幾個方面詳細(xì)闡述了ccnts的研究進(jìn)展。

在nh4f體系和hf體系中制備了碳納米管；研究了陽極氧化電壓和氧化時間對碳納米管生長、形貌和光催化性能的影響；并分析了其作用機理；結(jié)果表明；nh4f體系中；隨著氧化電壓的升高；形成的碳納米管的管長不斷增大；排列也更加致密；生長方向逐漸從部分垂直于基底轉(zhuǎn)化為全部垂直于基底；hf體系中；三種氧化電壓下的納米管都較為細(xì)密；沒有出現(xiàn)類似的竹節(jié)結(jié)構(gòu)；相同氧化時間下的納米管也更長；無論是nh4f體系還是hf體系；氧化電壓為30v時制備的納米管具有最佳的光催化性能；

以lennard-jones位能式與brenner-tersoff位能式為基礎(chǔ),經(jīng)由分子動力學(xué)模擬,探討流體分子與碳管間質(zhì)、能傳遞的關(guān)系.首先在一(5,5)armchair碳管側(cè)面,分別移除不同數(shù)目的碳原子,形成閥口(aav=17.3~116.92),進(jìn)行模擬.結(jié)果顯示,常用的自擴散行為在該環(huán)境下不足以完全說明物性,即在相同系統(tǒng)溫度下,閥口的大小也會改變氫原子逸出速度vb(breakthroughvelocity).為此,必須考慮麥克斯韋-波爾茲曼能量分布方程(maxwell-boltzmannenergydistribution)修正,此外,原子釋放率與閥口尺寸有明顯的相依性.同時研究中亦發(fā)現(xiàn),閥門不同幾何尺寸引起位能障(potentialenergybarrier)、功函數(shù)(workfunction)以及能隙(energygap)的改變,進(jìn)而影響粒子通過時流率、流速等動力行為.可利用該特性,作為控制原子、分子流動的納米閥門、粒子分離或化學(xué)反應(yīng)器等基礎(chǔ)設(shè)計依據(jù).

文章主要綜述了碳納米管/聚氯乙烯復(fù)合材料的制備,并對此類復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

碳納米管在電分析化學(xué)中的應(yīng)用 馬巧紅指導(dǎo)教師劉秀輝 西北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 摘要：本文主要簡單介紹了碳納米管的結(jié)構(gòu)、用途及制備方法，在電分析 化學(xué)中的應(yīng)用等。 關(guān)鍵詞：碳納米管、制備、電化學(xué)、應(yīng)用研究 carbonnanotubesinelectricityanalyticalchemistryapplication abstractthispapermainlyintroducedthestructureofcarbon nanotubes,usagesandpreparationmethods,applicationinanalytical chemistry keywordscarbonnanotubespreparationelectrochemical appliedresear

http://www.***.*** 碳納米管導(dǎo)電涂料 簡介： 碳納米管（cnt）具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等性能，骨架結(jié)構(gòu)中含有sp3和sp2 雜化的碳原子，且在其邊壁和端帽部分存在大量結(jié)構(gòu)缺陷，可與電子給體和電子受體發(fā)生摻 雜。故碳納米管以其獨特的結(jié)構(gòu)和電子特性的納米尺寸的碳質(zhì)管狀物引起了全球物理、化學(xué) 和材料等科學(xué)界的重視。碳納米管作為一種新型的納米材料，其奇異的性質(zhì)倍受青睞。 碳納米管具有良好的導(dǎo)電性，同時又擁有較大的長徑比，因而很適合做導(dǎo)電填料，相對 于其它金屬顆粒和石墨顆粒其很少的用量就能形成導(dǎo)電網(wǎng)鏈，且其密度比金屬顆粒小得多， 不易因重力的作用而聚沉。利用碳納米管的這些特性將其作為導(dǎo)電介質(zhì)加入到涂料中，對涂 料的導(dǎo)電性會產(chǎn)生強烈影響。目前，碳納米管在導(dǎo)電涂料中的應(yīng)用研究主要是通過改變碳納 米管的的結(jié)構(gòu)及含量，改進(jìn)碳納米管在導(dǎo)電涂料中的分散性

美開發(fā)碳納米管防火涂料

用含鈰的催化劑(ce/fe,ce/co和ce/ni)催化裂解ch4合成了螺旋形碳納米管,而用不含鈰的催化劑(mg/fe,mg/co和mg/ni)制備的碳納米管沒有出現(xiàn)螺旋形.結(jié)果表明,催化劑中的ce對螺旋形碳納米管的生成起了重要作用.

綜述了近年來丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)/碳納米管(cnts)納米復(fù)合材料的研究進(jìn)展,介紹了該材料的不同制備方法和所得復(fù)合材料的力學(xué)、導(dǎo)電、雷達(dá)波吸收、熱解及阻燃性能。研究發(fā)現(xiàn),添加少量的cnts可以大幅提高abs的彈性模量和拉伸強度等力學(xué)性能;降低材料的電阻率,達(dá)到永久抗靜電型abs要求;并可使材料具有雷達(dá)波吸收性能;同時還能顯著改善abs的阻燃性能。還分析了不同cnts種類、添加量及預(yù)處理方法對abs/cnts納米復(fù)合材料上述性能的影響,并對相關(guān)機理進(jìn)行了分析討論。

使用多次超聲離心分散法將單壁碳納米管(swnts)溶入聚(3-辛基)噻吩(p3oth)溶液中制得p3oth/swnts復(fù)合液(溶劑為四氫呋喃)。研究了該復(fù)合液在不同功率及調(diào)制頻率控制光(532nm)作用下的全光開關(guān)特性。實驗發(fā)現(xiàn),在7mw、258hz的控制光調(diào)制下,該復(fù)合液較p3oth單體溶液的全光開關(guān)調(diào)制深度提高了2倍;控制光功率為7mw時,復(fù)合液樣品在25hz的控制頻率下調(diào)制深度可達(dá)84%。在此基礎(chǔ)上增加控制頻率到432.5hz,該樣品的開關(guān)響應(yīng)時間達(dá)到1ms,并且可維持40%以上的調(diào)制深度;在140hz時,將控制光功率降低,該復(fù)合液樣品的調(diào)制深度增大,當(dāng)控制光功率降低到3.6mw時,達(dá)到最大值62%。結(jié)果表明樣品具有良好的全光開關(guān)特性,具有潛在的研究及應(yīng)用價值。

本文介紹碳納米管的發(fā)現(xiàn)、制備，以及它的性能和應(yīng)用。

納米材料新星:碳納米管

碳納米管（cnt）的外觀和作用類似紡織線但具有金屬的導(dǎo)電性和強度，美國rice大學(xué)、荷蘭帝人芳綸公司、美國空軍研究實驗室以及以色列理工大學(xué)的科學(xué)家經(jīng)過十余年的研究，將生產(chǎn)cnt纖維變成了可能。

采用微梁單元等效c—c鍵的作用效果建立兩端固定約束的（10，10）扶椅型單臂碳納米管有限元計算模型，通過數(shù)值模擬分別得出初始間隙為2nm、3nm時的碳納米管的吸合電壓；另外，還得出預(yù)應(yīng)力情況下碳納米管的振動頻率與振型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，得到的吸合電壓高于由分子動力學(xué)模擬得到的吸合電壓；在6v電壓下出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力“軟化”效應(yīng)，第一階呼吸振型為非對稱振型。

碳納米管具有機械強度高、化學(xué)穩(wěn)定性好以及優(yōu)異的導(dǎo)電性和電磁屏蔽性等特點。概述了碳納米管制備工藝及碳納米管功能涂料最新進(jìn)展和研究現(xiàn)狀,詳細(xì)介紹了碳納米管導(dǎo)電防腐涂料、碳納米管導(dǎo)靜電涂料、碳納米管電磁屏蔽復(fù)合涂料以及碳納米管吸波涂料的應(yīng)用及特性,在此基礎(chǔ)上指出了碳納米管功能涂料目前存在的問題,并對其未來發(fā)展前景進(jìn)行了展望。