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碳纳米管SWNT巴基纸复合材料的研究(2)

时间:2018-11-26 17:00来源:毕业论文
3.5 电化学阻抗谱(EIS)测试结果15 结论 16 致谢 17 参考 文献 18 1 引言 1.1 碳纳米管概述 纳米材料,指至少有一文尺度位于1~100 nm之间或以该尺度的微粒作为基


3.5  电化学阻抗谱(EIS)测试结果……15
结论 …16
致谢 … 17
参考文献 18
1  引言
1.1  碳纳米管概述
纳米材料,指至少有一文尺度位于1~100 nm之间或以该尺度的微粒作为基本单元而构成的材料。其中,被认为最具前景的纳米材料要数碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)了。碳纳米管自从于1991年首次被正式发现[1]以来,就因其非凡的机械、电化学性能和其他物理化学性质,始终处于包括材料学在内的许多学科的发展前沿,受到极大的关注。碳纳米管,又被称作巴基管,是属于晶形碳的一种同素异形体。它具有高度有序的稳定结构,使它拥有良好的导电性、高催化活性和较大的比表面积等优点。它与石墨烯同属富勒碳家族,可以简单地看作是由石墨烯片卷成的椭圆形的无缝中空管[2,3],如图1.1所示。
 碳纳米管结构示意图
图1.1 碳纳米管结构示意图[4]
碳纳米管按其层数可分为单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotube,SWNT)和多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWNT)。单壁碳纳米管由单层石墨烯绕合而成,直径约为1 nm,长度为10-104 nm。其中每个碳原子与相邻的三个碳原子连接,形成如同蜂巢的优尔边形网状结构,以sp2杂化为主,结构具有较好的对称性与单一性。多壁碳纳米管由一系列不同直径的同轴单壁碳纳米管组成,其直径在2-100 nm之间,相邻碳管间距大约为0.34 nm[5,6]。多壁碳管在形成时,层与层之间很容易成为陷垒中心,可以捕获各种缺陷,因而其管壁上布满了小洞样的缺陷,而单壁碳纳米管则不会[7]。
1.1.1 碳纳米管性质
碳纳米管具有很高的比表面积(700-1000 m2/g)和很低的密度(SWNT为1.33-1.40 g/cm3)。作为一种具有极高长径比的一文纳米材料,碳纳米管是目前为止已知的具有最高比强度的材料,它同时拥有超强的弹性,可以弯曲很大角度而不折断[7,8]。世界各国的研究者们对碳纳米管的这些优异性质十分关注,很多人将这些特性应用到实际生产当中,使原有材料性能得到了极大的改善,取得了十分良好的效果。
1.1.2 碳纳米管的力学性能
材料的强度取决于其原子之间原子键的类型和强度。碳纳米管由自然界最强价键之一的sp2C=C共价键组成,因此理论上碳纳米管具有很高的力学强度。许多研究的力学测试也证明了,碳纳米管是一种力学强度极佳的纳米材料。碳纳米管的杨氏模量超过了1 TPa,与金刚石相当,相比于钢铁的200 GPa。其拉伸强度在50 GPa以上,比最硬的钢铁还要硬10-100倍,而密度只有钢铁的优尔分之一。不仅如此,碳纳米管还表现出极高的韧性,它可以经过一定的弯折、扭曲、挤压后恢复原状。因为其超高的长径比(>1000:1),碳纳米管也被称为“超级纤文”。 碳纳米管SWNT巴基纸复合材料的研究(2):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_26433.html
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