碳納米管-炭復(fù)合材料的制備及研究.pdf

1、本文主要研究了碳納米管/炭復(fù)合材料的制備方法和過程，提出了復(fù)合材料的力學(xué)性能的計算公式，并分別研究了硅和鋯等金屬在碳材料石墨化過程中起到的催化石墨化的作用，石墨化處理的條件對石墨結(jié)晶參數(shù)的影響。 采用碳納米管作為復(fù)合材料的填充體可以明顯提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明，隨著碳納米管含量的增加，復(fù)合材料d002呈現(xiàn)下降趨勢，石墨化度呈上升趨勢。對復(fù)合材料力學(xué)性能的研究結(jié)果表明，材料的拉伸強度主要和碳納米管與石墨之間的結(jié)合力以及

2、它們之間的界面積有關(guān)；隨著碳管含量的增加，其拉伸強度開始階段呈增加的趨勢，當(dāng)碳納米管含量為25％時達到最大值25.5MPa，隨后下降，當(dāng)CNTs含量增加到30％，拉伸強度降到10.6MPa，之后保持不變；而拉伸模量在最初階段處于增加緩慢，當(dāng)碳納米管含量大于22％時，則一直呈上升趨勢。材料的電阻率隨著材料密度的增加成直線關(guān)系，密度從0.9737g/cm3到1.21g/cm3，電阻率幾乎成直線下降。 對硅摻雜石墨/碳納米管復(fù)合材料進

3、行了研究。與相同工藝制備的純石墨/碳納米管材料相比較，硅摻雜再結(jié)晶石墨的電阻率以及拉伸強度都與硅的摻雜量有密切的聯(lián)系；摻雜硅元素，不利于再結(jié)晶石墨材料的力學(xué)性能的提高。材料的拉伸強度隨著硅摻雜量的增加而降低；硅摻雜再結(jié)晶石墨制備過程的催化石墨化作用可以用碳化物分解機理來解釋。對雙元摻雜硅和鋯再結(jié)晶石墨/碳納米管復(fù)合材料進行了研究，重點研究了石墨化溫度對復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。當(dāng)石墨化溫度為2300℃時，摻雜金屬對石墨化過程有阻礙的