單壁碳納米管陣列制備及其粘附力研究.pdf

1、自1991年發(fā)現(xiàn)碳納米管以來(lái)，碳納米管以其優(yōu)異的物理、化學(xué)、電學(xué)等性能引起了廣大科研工作者的研究興趣。自從1993年發(fā)現(xiàn)單壁碳納米管以來(lái)，有關(guān)單壁碳納米管的制備受到了極大的關(guān)注，單壁碳納米管的制備方法很多，包括電弧放電法、激光蒸發(fā)法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)等。由于能耗較低，易于放大，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)或半連續(xù)生產(chǎn)等原因，CVD法成為目前大規(guī)模生產(chǎn)單壁碳納米管最有前途的方法。單壁碳納米管的制備技術(shù)是研究單壁碳納米管物理化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)，

2、這方面的研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，然而，單壁納米碳管的大規(guī)模制備和碳納米管陣列的定向生長(zhǎng)始終是瓶頸，極大限制了單壁納米碳管應(yīng)用方面的研究。
　　 本文以三氯化鐵(FeCl3)乙醇溶液為催化劑，甲烷(CH4)為碳源，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為分散劑，采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)，在單晶石英基底上生長(zhǎng)定向水平單壁碳納米管陣列。研究中使用刻有線條的不銹鋼金屬板作為掩模，噴涂催化劑，在石英基底上形成整齊、規(guī)則排列的催化劑條，較好地實(shí)現(xiàn)了

3、碳納米管陣列的大面積定向生長(zhǎng)。分別使用掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)和共聚焦拉曼光譜儀對(duì)生長(zhǎng)的碳納米管陣列進(jìn)行表征分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所得的產(chǎn)物是結(jié)構(gòu)缺陷少、純度高，直徑均勻的單壁納米碳管陣列。
　　 本文根據(jù)小形變時(shí)的簡(jiǎn)單梁理論，給出了由碳納米管懸空部分粘附時(shí)的幾何形貌來(lái)計(jì)算平行碳納米管之間粘附力的理論模型，推導(dǎo)出了平行碳納米管之間粘附力的計(jì)算公式以及碳納米管粘附到溝槽基底時(shí)和溝槽基底的粘附力計(jì)算公式。估算了