富勒烯與碳納米管ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-09 02:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 022 nm = 3x Metallic or semimetallic 碳納米管的分類 按手性分類 ? Nanotubes are fully described by their chiral vector – Ch = n 226。1 + m 226。2 ? Important parameters – dt = (?3/?)acc(m2 + mn + n2)1/2 Q=tan1(?3n/(2m + n)) ? Grouped according to ? – Armchair: n=m, ?=30176。 – Zigzag: n or m=0, ?=0176。 – Chiral: 0176。 ? 30176。 Zigzag Chiral Armchair 碳納米管的分類 按手性分類 (5,5) (9,0) 力學(xué)性能 ?CNTs抗拉強(qiáng)度 達(dá)到 50～ 200GPa,是鋼的 100倍 ,密度卻只有鋼的 1/6； ?彈性模量 可達(dá) 1TPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的 5倍。 ?碳納米管的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料的結(jié)構(gòu)相似，但其結(jié)構(gòu)卻比高分子材料 穩(wěn)定 得多。 ?碳納米管的硬度與金剛石相當(dāng) ， 卻擁有良好的 柔韌 性 ， ?碳納米管的長(zhǎng)徑比一般在 1000:1以上 ， 是理想的高強(qiáng)度纖維材料 ?碳納米管被壓扁 ， 撤去壓力后 ， 碳納米管像彈簧一樣立即恢復(fù)了形狀 ， 表現(xiàn)出良好的韌性 。 ?力學(xué)性能各向異性 ， 軸向和徑向的力學(xué)性能差異大 。 碳納米管的物理化學(xué)性質(zhì) 電磁性能 ?碳納米管具有良好的導(dǎo)電性能，由于碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，所以具有很好的電學(xué)性能。 ?理論預(yù)測(cè)其導(dǎo)電性能取決于其管徑和管壁的螺旋角，表現(xiàn)出導(dǎo)體和半導(dǎo)體性能； ?完美碳納米管比缺陷碳納米管的電阻小一個(gè)數(shù)量級(jí)； ?徑向電阻大于軸向電阻； ?碳納米管束和單根納米管都顯示超導(dǎo)性，后者顯示溫度更低。 熱學(xué)性能 ?碳納米管具有良好的傳熱性能， CNTs具有非常大的長(zhǎng)徑比，因而其沿著長(zhǎng)度方向的熱交換性能很高。 ?碳納米管有著較高的熱導(dǎo)率，只要在復(fù)合材料中摻雜微量的碳納米管，該復(fù)合材料的熱導(dǎo)率將會(huì)可能得到很大的改善。 光學(xué)性能 ?碳納米管具有良好的場(chǎng)發(fā)射性能。 ?碳納米管薄膜對(duì)太陽光有較強(qiáng)的吸收作用。 電弧放電法 電弧放電法制備的碳納米管空間取向不定、易燒結(jié)，且雜質(zhì)含量較高。 激光蒸發(fā)法 主要缺點(diǎn)在于單壁碳納米管的純度較低、易糾結(jié)。 化學(xué)氣相沉積法 ? 其生長(zhǎng)主要過程包括過渡金屬催化劑顆粒吸附和分解碳?xì)浠衔?， 生成的碳原子擴(kuò)散至催化劑內(nèi)部形成金屬 碳的固溶體 ， 碳原子從過飽和的催化劑顆粒中析出 ， 形成碳管結(jié)構(gòu) 。 ? CVD方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠批量生產(chǎn) ， 降低合成成本 。而缺點(diǎn)在于容易形成有缺陷的碳管材料 。 常用氣體： C6H6, C2H2, C2H4等 常用溫度范圍： 5001000 ?C 常用催化劑： Fe, Co, Ni 等 碳納米管的生長(zhǎng)機(jī)制 自從 1991年 Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管以來，理論上對(duì)于碳納米管的形成提出了各種生長(zhǎng)模型，如： ? 五元環(huán) 七元環(huán)缺陷沉積生長(zhǎng) ? 層 層相互作用生長(zhǎng) (liplip interaction) ? 層流生長(zhǎng) (step flow) ? 端部生長(zhǎng) (tip growth) ? 底部生長(zhǎng) (base growth) ? 噴槊生長(zhǎng) (extrusion mode) 端部生長(zhǎng)和噴槊生長(zhǎng) ? 噴槊生長(zhǎng)模式 認(rèn)為金屬催化劑才
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1