論文-碳納米管的研究進(jìn)展

1、目 錄摘 要..............................................................1Abstrac .............................................................11 引言..............................................................12 碳納米管的結(jié)構(gòu)與

2、性能..............................................13 碳納米管的制備....................................................23.1 電弧法 ......................................................23.2 催化裂解法 ....................................

3、..............33.3 離子或激光蒸發(fā)法 ............................................33.4 其他合成方法 ................................................34 碳納米管的應(yīng)用....................................................45 國(guó)內(nèi)外最新研究現(xiàn)狀及展望...........

4、...............................46 結(jié)論..............................................................5參考文獻(xiàn)：..........................................................52碳納米管可以分為單壁碳納米管和多壁碳納米管兩種主要類型。單壁碳納米管SWNTS 由單層石墨卷成柱狀無縫管而形成是

5、結(jié)構(gòu)完美的單分子材料，多壁碳納米管MWNTS 可看作由多個(gè)不同直徑的單壁碳納米管同軸套構(gòu)而成［2］。單壁碳納米管根據(jù)六邊環(huán)螺旋方向螺旋角的不同可以是金屬型碳納米管也可以是半導(dǎo)體型碳納米管并可以用碳納米管的螺旋矢量參數(shù)（n、m）來表征。當(dāng) n=m 時(shí)稱為扶椅型碳納米管是金屬型碳納米管當(dāng) n=0或 m=0時(shí)為鋸齒型碳納米管當(dāng) n 和 m 為不相等的整數(shù)時(shí)稱為螺旋型碳納米管。鋸齒型和螺旋型碳納米管既可以是金屬型碳納米管可以是半導(dǎo)體型碳納米管。

6、如果 n-m=3k，k 為非零整數(shù)則為半導(dǎo)體型碳納米管否則為金屬型碳納米管。多壁碳納米管的電學(xué)性能和單壁碳納米管相近金屬型單壁碳納米管和金屬型多壁碳納米管均是彈道式導(dǎo)體大電流通過不產(chǎn)生熱量每平方厘米最大電流密度可達(dá)1013A。碳納米管也是優(yōu)良的熱傳導(dǎo)材料多壁碳納米管的熱傳導(dǎo)系數(shù)超過3000w/mk高于天然金剛石和石墨原子基面的熱傳導(dǎo)系數(shù)(2000w/mk)。碳納米管還是很好的超導(dǎo)材料單壁碳納米管的超導(dǎo)溫度和直徑相關(guān)直徑越小超導(dǎo)溫度越高。

7、直徑為1.4nm時(shí)超導(dǎo)溫度為1.55k,直徑0.5nm 時(shí)超導(dǎo)溫度為5k,直徑0.4nm 時(shí)超導(dǎo)溫度為20k。碳納米管還有非常好的力學(xué)性能,單壁碳納米管不但堅(jiān)硬而且強(qiáng)度很高是一種絕好的纖維材料它的性能優(yōu)于當(dāng)前的任何纖維它既具有碳纖維的固有性質(zhì)又具有金屬材料的導(dǎo)電導(dǎo)熱性陶瓷材料的耐熱耐蝕性紡織纖維的柔軟可編性以及高分子材料的輕度易加工性，是一種一材多能和一材多用的功能材料和結(jié)構(gòu)材料可望應(yīng)用于材料領(lǐng)域的多個(gè)方面。這些優(yōu)良的力學(xué)和電學(xué)性能又使

8、碳納米管成為復(fù)合材料領(lǐng)域最有前景的研究熱點(diǎn)，另外，碳納米管很高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)異的熱傳導(dǎo)能力、超導(dǎo)性能和光學(xué)性能等也引起了人們極大的關(guān)注。3 碳納米管的制備 碳納米管的制備3.1 3.1 電弧法 電弧法石墨電弧法是最早的、最典型的碳納米管合成方法。其原理為電弧室充惰性氣體保護(hù)，兩石墨棒電極靠近，拉起電弧，再拉開，以保持電弧穩(wěn)定[3]。放電過程中陽(yáng)極溫度相對(duì)陰極較高，所以陽(yáng)極石墨棒不斷被消耗，同時(shí)在石墨陰極上沉積出含有碳納米管的