碳納米管cnppt課件(2)(已修改)
2025-01-29 18:10 本頁面
【正文】 碳 納 米 管 Carbon Nanotubes, CNTs 太空電梯 － 未來的地球 太空班車 “太空電梯”工作原理圖 CNTbased Cable 力學(xué)性能 before test after test ? 楊氏模量 1~5 TPa，與石墨片層相當(dāng) ()， 比碳纖維高一個數(shù)量級，約為鋼的 100 倍， 而密度僅為鋼的 1/6 ? 拉伸強度 10~150GPa，石墨片層為 ，是 高強鋼的 20倍 ? 韌性 拉伸形變至 40％無明顯脆性行為、塑性 形變和斷裂 MWNT tensile test SWNT tensile test before test after test E ?15 GPa E = 120177。 10 GPa σ = 116177。 10 MPa 簡 史 ? ~1985 Bacon和 Endo在碳纖維合成過程中，可能已經(jīng)制備出并觀察到 了碳 納米管，但研究不夠系統(tǒng)和深入 ? 1985 Kroto, Smalley和 Curl (1996年 Nobel Prize)發(fā)現(xiàn)并系統(tǒng)研究了富勒烯， 從而激勵了對碳納米材料的系統(tǒng)研究，直接促進(jìn)了碳納米管的發(fā)現(xiàn) ? 1991 Iijima (NEC, Japan)利用 HRTEM觀察到了碳納米管狀結(jié)構(gòu)－多壁碳 納米管（ MWNT） 1992 前蘇聯(lián)科學(xué)家也獨立發(fā)現(xiàn)了碳納米管，但結(jié)果發(fā)表在俄語雜志上 ? 1993 Iijima (NEC, Japan)和 Bethune (IBM, USA)的研究組各自獨立發(fā)現(xiàn)了 單壁碳納米管（ SWNT） 結(jié) 構(gòu) ? SWNT ? 管壁由單石墨片層卷繞而成，兩側(cè)由富勒烯半球封端 ? 根據(jù)卷繞方式（ n, m）的不同， SWNT可分為 ? armchair n = m ? zigzag n = 0 ? chiral n ≠ m, m ≠ 0 ? 根據(jù)電子結(jié)構(gòu)的不同， SWNT可分為 ? 金屬性 (nm)/3為整數(shù) ? 半導(dǎo)體性 (nm)/3為非整數(shù) 單石墨片層 armchair型 SWNT zigzag型 SWNT chiral型 SWNT ? MWNT ? 可視為“同軸多層碳圓柱體的組裝體” – Russian doll ? 層間距 ~ nm (石墨片層
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