文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
改性复合材料中的碳纳米管定向技术
姓名:孙毅彬
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:戴剑锋
20100501
摘要碳纳米管的长径比高,力、电、熟学性能和场发射特性优异,与聚论文采用了本课题组的专利技术,通过装备有四根阳极石墨棒的阳极电弧放术和混酸加热回流方法,去除了粗产物中的杂质,并实现了对碳纳米管的功能化,中产生的碳质氧化碎屑。所得准直单壁碳纳米管峁雇暾⒅本毒龋提高,其稚⒁嚎晌榷ù嬖个月以上,整个纯化过程的产率约为%。通过原位本体聚合工艺和碳纳米管延迟添加方法得到了分子量高、。界面结合与分散性良好的疨春喜牧希糜诰驳绶乃苛鞒獭4罱烁郊佑忻细石英管预定向部分的静电纺丝及有序收集装置,制备出超长疨合纳米纤维,纤维表面光滑、排列整齐、连续性良好,直径最小可达。实验条件下,最佳工艺条件是纺丝液浓度为ィ饧拥缪刮邮站嗬胛,筒状收集板转速为.%的靠梢允垢春舷维的最大分解速率对应温度提高了℃和电导率提高了个数量级。发现并解释了复合纤维中碳纳米管馄滋卣鞣宓睦兑葡窒螅拚舜τ非完全定向排列纤维束中的∠蛞蜃蛹扑愎剑ü春舷宋钠馄捉峁扑愕玫搅薙的∠蛞蜃覵っ髁薙的高度取向一致性。分析了在电场、磁场、流场等物理场中的定向机理,并在实验参数下讨论了在毛细石英管内部流中的受力与取向稳定性,以及在静电纺丝前端泰勒锥内部的取向分布特点,阐明了通过毛细石英管和静电纺丝工艺实现定向排列的可行性。关键词:碳纳米管;复合纳米纤维:静电纺丝;取向因子合物复合可极大地改善材料的机械性能和导电、导热性能,同时保留了聚合物材料的加工友好性。目前,除了提高在基体中的分散性和界面结合效果外,实现在复合材料中定向排列是一个挑战性的工作,它制约了在各向异性复合材料、纳米电子器件、场发射式显示器等领域的应用。电装置,连续、高效率地制备了碳纳米管及其管束。提纯时采用甲苯溶液萃取技采用稀、稀盐酸和去离子水反复冲洗过滤的方法,去除了混酸回流过程约一ざ瓤纱锸⒚祝砻娲恤然Ⅳ腔裙倌芡牛任榷ㄐ悦飨2饬糠⑾硕士学位论文
痯,疨改性复合材料中的碳纳米管定向技术!!!,/,~,%..%,,,琭—...,.·甌—,,—.,,
篊硕十学位论文℃琣甀—瑀甌瑆,琣籆籈;
导师签梆诤期:勿,年多月,日作者签名雪荔魄期:油/口年石月/日州晖拢兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文版权使用授权书国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:日期:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中
⑾。就单壁碳纳米管而言可分作三大类锯齿型手性管缤金属騧时为/鹗簦/氲继;碳纳米管珻是碳元素中,除了石墨、金刚石、富勒烯外,被人们发现的第四种碳同素异形体。多壁碳纳米管琈怯啥嗖闶ú憔砬傻姆闭圆筒,于辏煌綨实验室的教授,在通过直流电弧放电法合成彼玫降囊跫蓟抑蟹⑾帧欢ケ谔寄擅坠獁琒怯傻ゲ闶ú憔砬傻模年,由坑隝】实验室通过阳极碳棒上添加有过渡元素金属的电弧放电法合成。碳纳米管主要是由六圆碳环所构成,其成键主要为餐沧赐曲会导致量子限域和狿再杂化,其中三个晕⑵ɡ肫矫妫胗的斓涝蚋悠蚬艿耐獠啵沟锰寄擅坠鼙仁ň哂懈叩幕登度,更为优良的导电性和导热性以及更高的化学和生物活性。因为碳原子形成的六圆环排列方向与碳管中心轴纬刹煌募薪牵贾鍪忠涡所示。用二维平面石墨向量蚼表示【,如图,蔽其余皆为氲继。碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六圆环结构连接完美,具有许多优异的力学、电磁学和化学性能。如表所示,碳纳米管拥有许多的优异特性:.电子学性质由于结构不同,碳纳米管的导电性受手性及直径的影响,不同类型硕士学位论文
塞竺壑垒壑坠孕美贾厝宪巡二寄擅坠苡胧ǖ幕疚锢硇灾籰图单层碳纳米管三种不同结构维石墨平面向量表示峁埂表Ⅳ一。痝.。~猵.℃/痗一’。痝/琧—
的碳纳米管有着不同的导电性。对于单壁碳纳米管,三分之一是导体,三分之二是半导体;多壁碳纳米管的层与层问有范德瓦尔力作用,使得将受到极大的限制,其行为如同量子线,且能承