文档介绍：蹦￡蛮三些奎兰三竺堡圭耋堡鎏兰籥琱甌瓼尽血琓,疭血..狦:,琒:疭%’:.;,籨瓵.,籩瑃甌琹,..
::騦琒,甌,山;.瑃::,瑃,.琣..;;Ⅱ
第一章绪论碳纳米管的发现及其结构特征超品格等,称为二维纳米材料。构模型如图椤=羲嫫浜螅嗣强J计谕⑾值ケ谔寄擅坠埽辏轴圆管一单壁碳纳米管猈上世纪八十年代起,纳米材料与技术的发展受到了各国科技界、产业界和政府的高度关注,形成了世界性的“纳米热”。材料的微粒尺度在范围之内的一类材料。从广义上说,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸范围之内或由纳米微粒作为基本单元构成的材料。根据上述概念,纳米材料可以分为三类。一类材料在三维空间中全部尺寸均在纳米尺寸范围之内,如原子团簇、纳米颗粒等,称为零维纳米材料;另一类材料在三维空间中有二维尺寸处于纳米尺度范围之内,如碳纳米管,纳米棒,纳米丝等,称为一维纳米材料;还有一类诸如超薄膜、多层膜、年,日本电子公司姆沟甀博士首先发现了碳纳米管。饭岛博士将电弧蒸发后在石墨阴极上形成的硬质沉积物在高分辨电镜下观察时发现,阴极炭黑中含有一些针状物,由直径为⒊ぴ、由同心管构成。庵种锌障宋L寄擅坠珻。这一不寻常的发现发表在年的杂志上偈币鹆斯惴汗刈ⅰ年发现的这种管是由多层呈六边形排列的碳原子组成的同轴圆管套构而成,称为多壁碳纳米管,,结甀緕】。碳的原子序数为湓枇课。已知自然界中有三种同位素,其中%,”.%,放射性同位素鑫<倭俊L嘉挥谠K刂芷表的第二周期第Ⅳ族,其外层电子构型为,除了内部有球状斓篮两个键合力很强的核心电子外再没有其它内部轨道,故有利于碳进行包括仅有的和价键轨道的杂化。在形成化学键时,能以,瑂杂化成多种价
轰击石墨靶来制备长链碳分子,在进行质谱检测时发存在一质量数为奶单壁碳纳米管的直径一般为,最小的直径大约为5钡ケ谔到几百个纳米到几微米。由于单壁碳纳米管的管径较小,使得其结构中的缺陷键类型,所以碳能形成大量有机化合物和众多的同素异构体。尽管直到十八世纪,人们就己确定了石墨和金刚石都是单质碳,但直到年石墨的结构才被准确确定。长期以来,人们一直认为自然界中只有三种碳的同素异形体一石墨,金刚石,无定形碳。年,】,用激光团簇强峰,该峰的强度为邻峰的倍。凭借敏锐的学术洞察力,他们认为这是碳元素的另一种存在形态,并提出了!7肿幼闱蜃吹耐昝拦剐汀5捎诘笔只能合成极微量的蚨薹ǹU菇徊降氖笛檠芯抗ぷ鳌V钡辏德国物理学家克拉奇默等人【坑锰蓟》ǔ晒铣珊量肆考兜腃,在票讣际跎先〉昧酥卮蟮耐黄疲佣狢。。的物理化学性质的研究奠定了基础并引发了有关。的制备及各种性能研究的热潮。现在碳家族除了石墨,金刚石,馊中翁庥衷黾恿颂寄擅坠埽浣峁谷缤糽—图嫉募钢滞匾煨翁宓慕峁故疽馔纳米管的直径大于以后特别不稳定,会发生管壁的塌陷。管的长度可以达不易存在,具有较高的均匀性和一致性。单壁碳纳米管往往聚集成束状。鲕倌ケ谔寄擅坠啾谔寄擅坠广东工业大学工学硕士学位论文—
碳纳米管的性能与应用碳纳米管强韧的力学。陛能及应用典型的碳纳米管为无缝的结构,但实际所形成的碳纳米管并不总是具有理想的完整的碳原子六元环网络的筒状结构。一般碳纳米管由于生长环境条件的差别,往往存在多种结构缺陷唧:脊茉诰植坎涣尚矶嘈〉氖槠砌,拼凑或卷曲而成。这种碳纳米管的长程有序性不高;寄擅坠芪>硗沧结构,非无缝闭合的柱状;啾谔寄擅坠懿慵渚唷⒙菪院拖嗔诓忝嫣荚排列取向不同引起的层问位错;寄擅坠茉诹蕉撕椭娌糠执嬖谖逶;泛推元环的畸变现象,它们会分别产生正的和负的高斯弯曲,属于拓扑型结构缺陷5侥壳拔V刮捶⑾中∮谖逶L蓟返拇嬖凇L寄擅坠芤4又喂晌0肭蛐巍圆锥形或多面体形,从而形成封闭的端部,实验发现碳纳米管的结构缺陷处,首先发生氧化现象,因结构缺陷的存在,碳纳米管高压高温稳定性也会下降,管状结构易发生破裂,并向球形或“洋葱”结构转变。碳纳米管的发现不过十多年时间,却引起了世界范围的极大关注,其主要原因在于它具有的优异的性能。碳纳米管是一种多功能材料,通过不同的制各及后处理方法可以获得某些特定的性质,以满足电子、航天、生物医学及化工方面的不同要求。碳纳米管有非凡的力学性能。其作为一维分子材料重量轻,六边形结构完美连接。此前研究表明:由六边形结构构成的石墨片层具有高弹性模量,因此,人们推测具有相似结构的碳纳米管应具有较好的力学性能。随后,对碳纳米管的理论和实验研究证实了这一推测。理论计算表明,碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。其理论值估计杨氏模量可达,强度约为钢的叮量密度却只有钢的簅А康热耸状卫昧薚测量了温度从室温到缺浠段贛的均方振幅,从而推导出多壁碳纳米管的平均杨氏模量约为6鳶≈等人用原子力显微镜对沉积在多孔铝膜