電氣工程外文翻譯---一種基于單壁碳納米管的納米可調(diào)諧壓力開關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-電氣類-資料下載頁
2025-01-19 03:08本頁面
【導(dǎo)讀】CarbonNanotubes. Tehran,Iran. phasetransition,transientpressure. INTRODUCTION. thefollowsections.TRANSITIONPRESSURE
【正文】 在以前由吳等人在 2021年提出的納米壓力傳感器中已經(jīng)使用過。當(dāng)施加的壓力達(dá)到了單壁碳納米管的過渡壓力，其橫截面形狀將會變化，使單壁碳納米管變成一個半導(dǎo)電材料。它的壓力傳感系統(tǒng)有能力感知單壁碳納米管開關(guān)從導(dǎo)電材料的變化到半導(dǎo)電物質(zhì)。因此，以這種方式，壓力傳感器需要許多單壁碳納米管。然而，單壁碳納米管數(shù)量的使用由高等人在 1998 年提出，當(dāng)單壁碳納米管直徑超過一定限制，其天然的形狀是倒塌的形式。因此，在系統(tǒng)中它們是不可能被使用的。結(jié)論，壓力傳感器只能夠感應(yīng)一定數(shù)值的壓力（單壁碳納米管的過 渡壓力）（圖 1和 2）。 為了克服以前推出的開關(guān)的壓力感應(yīng)范圍的限制，在這項(xiàng)研究中，一個可調(diào)諧的可以使用非常簡單的系統(tǒng)切換較高的分辨率壓力開關(guān)系統(tǒng)已經(jīng)推出。它由一端固定的壁碳納米管和可導(dǎo)電的石墨平面組成。當(dāng)各種吸合電壓的誘導(dǎo)，單壁碳納米管倒塌在地平面上只有相對靜水壓力得到應(yīng)用。此開關(guān)的傳感壓力范圍的上限是第一個單壁碳納米管的限制壓力。要了解關(guān)于開關(guān)基本的機(jī)械設(shè)計(jì)，單壁碳納米 管過渡壓力和上拉的現(xiàn)象都在后續(xù)部分進(jìn)行闡釋。 過渡壓力 臧，孫，蘇德 等人在 2021 年研究表明，單壁碳納米管在靜水壓力下相位發(fā)生變化。這種相變現(xiàn)象是由于需要改變碳碳鍵長和碳碳碳角度的能量不同。在第一階段，單壁碳納米管在壓力下其橫截面部分統(tǒng)一地均勻地減少，這是碳碳鍵統(tǒng)一長度減少所致。在某一個點(diǎn)，橫截面形狀由圓形塌陷成橢圓形。在這種情況下，單壁碳納米管的變形也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于先前的。 理由是： 碳碳碳角度的變化與碳碳鍵的長度變化相比需要少得多的能量的。因此，單壁碳納米管在面對的壓力高于它的過渡壓力時經(jīng)歷了一次較大的變形。因此，各向同性的單壁碳納米管變成一個各向異性的半導(dǎo)電物質(zhì)的單壁碳 納米管。第一單壁碳納米管的過渡壓力如（圖 3）所示： R0 是單壁碳納米管的初始半徑， D 為單壁碳納米管彈性常數(shù)。對于單壁碳納米管， D= 。結(jié)論，對 Pt1尺寸是： 吸合現(xiàn)象 Dequensnes 在 2021年已經(jīng)證明當(dāng)單壁碳納米管和導(dǎo)電地平面之間有電壓時，單壁碳納米管偏轉(zhuǎn)。當(dāng)變形達(dá)到一定量時，單壁碳納米管變得不穩(wěn)定和塌陷。這種現(xiàn)象被稱為吸合和相對電壓，稱為吸合電壓。適用于發(fā)現(xiàn)的單位長度的靜電力經(jīng)典電容模型為： 當(dāng)ε 0 為真空介電常數(shù)， V為包括電壓， Rnt 是單壁碳納米管的半徑， R 是單壁碳納米管和地平面的距離。 王和 Varadan在 2021年證明，這種不穩(wěn)定性是因?yàn)閱伪谔技{米管彎曲扭結(jié)條件下，當(dāng)在壓力側(cè)內(nèi)壁應(yīng)變能量達(dá)到臨界值時，已經(jīng)被高分辨透射電子器觀察到。當(dāng)壓力和應(yīng)變力在徑向方向呈線性分布，當(dāng)發(fā)生在平面內(nèi)均勻分布下的壓縮應(yīng)變時，扭結(jié)不穩(wěn)定的假設(shè)是合理的。可以發(fā)現(xiàn)扭結(jié)形狀變?yōu)?DNT 的函數(shù)： 當(dāng) L是單壁碳納米管的長度， dNT是其直徑， H是單壁碳納米管和有效厚度。 可調(diào)諧的定義壓力開關(guān) 通過結(jié)合上述關(guān)于吸合現(xiàn)象和單壁碳納米管的躍遷壓力的概念，可調(diào)諧壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)可以被定義。從圖 3可以看出θ er 是單壁碳納米管直徑的函數(shù)。當(dāng)靜水壓力應(yīng)用到單壁碳納米管，它的直徑按比例均勻減少所施加的壓力： dNT0是單壁碳納米管的初始直徑（在零壓力）和 E是其有效楊氏模量（圖 5） 為了計(jì)算上拉電壓，彈性和靜電領(lǐng)域應(yīng)予以考慮。范德華力相比于靜電引力要小的多，因此，他們在這項(xiàng)研究中被忽略。 該系統(tǒng)遵循的經(jīng)典線性方程 沒有哪一個是高度非線性的。因此，它沒有解析解。又不失一般性，可以使用 Dequensenes在 2021 年提出的一次性模型得到，即假設(shè)彎曲靜電力分布均勻，然后吸合現(xiàn)象發(fā)生。上拉電壓一次性模型計(jì) 算公式： 這 rinit是單壁碳納米管和地平面之間和 RPL = 2rinit / 3的初始距離是吸合發(fā)生的距離。 通過考慮 RNT 作為一種施加壓力的函數(shù)，上拉電壓和施加壓力的關(guān)系就能得到（圖 6）。 結(jié)果，建議的壓力開關(guān)的結(jié)構(gòu)由一個兩端固定的單壁碳納米管組成，一個導(dǎo)電地平面和可調(diào)諧電壓源包含單壁碳納米管和地平面的電壓（圖 7）。 結(jié)論 綜上所述，一個只使用一個單壁碳納米管的可調(diào)諧壓力開關(guān)已經(jīng)生產(chǎn)出來，其運(yùn)行機(jī)制如下： 當(dāng)關(guān)于一定的壓力的吸合電壓誘導(dǎo)系統(tǒng)，直到施加的壓力達(dá)到一定數(shù)值，單壁碳納米管才不會扭 結(jié)并且不會在地平面上。由于壓力和電壓的應(yīng)用，單壁碳納米管在地平面上塌陷，因?yàn)樗麄兌紝?dǎo)電，電路閉合但開關(guān)被認(rèn)為是打開的。結(jié)果，它的感應(yīng)和轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與以前的壓力傳感器相比要簡單得多，因?yàn)橐粋€復(fù)雜的系統(tǒng)，可以感受到兩種不同導(dǎo)電和半導(dǎo)電材料的差異被消除。最近的系統(tǒng)，也可以在任何愿望的壓力開關(guān)，它是通過決議索取檢測范圍內(nèi)是（它的壓力感應(yīng)范圍從零和使用單壁碳納米管的壓力是第一次轉(zhuǎn)換）。因此，它不局限于單壁碳 納米管的數(shù)量有限的幾個轉(zhuǎn)變壓力的壓力。決議的電壓誘因，決定了壓力開關(guān)的 決議，其中 PtV 。 這是一個典型的系統(tǒng)，兩 個壓力條件下的扭結(jié)和撓度圖被帶到。單壁碳納米管有效的物理性能如下，這是由原子間力的利米提出碳晶格常數(shù)場的作者在 2021 年計(jì)算的 L = ， dNT0 = ， rinit = 6nm，高 = Eeffective = （圖 8和 9）。
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