碳納米管膜的壓阻效應(yīng)及其相關(guān)力學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、自從1991年碳納米管被發(fā)現(xiàn)以來,它就引起了研究人員的極大興趣,原因不僅是因?yàn)樘技{米管所具有的獨(dú)特力學(xué)和電學(xué)特性,還因?yàn)樘技{米管有很多有待發(fā)現(xiàn)的新特性。在尋找可用于特殊環(huán)境下,基于碳納米管的傳感器件的可能應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)了碳納米管膜壓阻效應(yīng)的應(yīng)用可能。 本文首先簡要介紹了碳納米管材料當(dāng)前的研究狀況，其獨(dú)特的性質(zhì)和應(yīng)用潛力。其次介紹了碳納米管的合成方法，著重介紹了CVD法合成碳納米管的各種工藝條件和試驗(yàn)結(jié)果，討論了碳納米管的生長機(jī)理。

2、 碳納米管的力學(xué)性質(zhì)是本文論述的重點(diǎn)之一。首先從碳納米管的結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用等幾個(gè)方面，對以往的各類實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，著重討論了碳納米管的一些特殊的力學(xué)行為。其次根據(jù)對碳納米管結(jié)構(gòu)的分析，闡述了它奇異特性的產(chǎn)生原因；最后簡要的討論了碳納米管的一些力學(xué)方面的應(yīng)用前景。 碳納米管的壓阻效應(yīng)是本文論述的重點(diǎn)之二。與壓電效應(yīng)不同,壓阻效應(yīng)是在外力作用下電阻的變化.壓阻因子是在單位應(yīng)變下電阻的相對改變,是材料的壓阻效應(yīng)的量度。對壓阻因

3、子進(jìn)行了介紹與討論。本文利用彎曲法研究了碳納米管膜的壓阻效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明碳納米管膜有顯著的壓阻效應(yīng)。最后討論了碳納米管膜形成壓阻效應(yīng)的原因。 碳納米管壓阻效應(yīng)的應(yīng)用研究是本文討論的重點(diǎn)之三。對多壁碳納米管膜在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下的壓阻效應(yīng)進(jìn)行了研究，并討論了利用這種效應(yīng)來測量轉(zhuǎn)動(dòng)速度和制造這類傳感器的可能性。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：在室溫下，多壁碳納米管膜的電阻隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加而增加，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速從1000r/min—3000r/min的變化過程中