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时间:2018-12-29
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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划碳纳米管构成的二维和三维碳纳米材料的研究进展 纳米碳管研究进展及其应用 摘要:纳米碳管的发现是碳团簇领域的又一重大科研成果,本文探讨了碳纳米管的结构、特性、制备、应用、进展研究、前景等。 关键词:新型碳材料,纳米碳管,性质,应用 1.纳米碳管发展背景 碳元素广泛存在于茫茫苍穹的宇宙间和浩瀚无垠的地球上,碳是地球上构成化合物种类最多的元素之一,是一切生物有机体的骨架元素,也可以说没有碳元素就没有生命。碳材料具有比重小、耐热、耐
2、腐蚀、耐热冲击、导电、传热性好、高温强度、自润滑性、生体相容性等一系列其它材料所没有的综合特性,被认为是面向21世纪的极有发展前途的新材料。特别是随着新型碳材料的不断开发和发现,使碳材料研究在全球材料科学界、物理界和化学界受到了广泛关注。碳材料由于其结构的多样性,导致其性能的多样化,在环保,能源,制造业,国防等领域得到了广泛的应用。 纳米碳管就是其中一种新型碳材料,也是纳米材料,纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展
3、的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 图一:纳米碳管示意图 2.纳米碳管的分类 碳纳米管按照石墨烯片的层数分类可分为:单壁碳纳米管,多壁管在开始形成的时候,层与层之间很容易成为陷阱中心而捕获各种缺陷,因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷。与多壁管相比,单壁管是由单层圆柱型石墨层构成,其直径大小的分布范围小,缺陷少,具有更高的均匀一致性。 3.纳米碳管的结构 图二 纳米碳管中的碳原子以sp2杂化,但
4、是由于存在一定曲率所以其中也有一小部分碳属sp3杂化,。在不考虑手性的情况下,单壁纳米碳管可以由两个参量完全确定或者螺旋向量Cn和垂直向量T〕。 图三 理想纳米碳管是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的无缝、中空的管体。石墨烯的片层一般可以从一层到上百层,含有一层石墨烯片层的称为单壁纳米碳管,多于一层的则称为多壁纳米碳管。单壁纳米碳管的直径一般为1-6nm,目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特
5、制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 最小直径大约为,与C36分子的直径相当,但单壁纳米碳管的直径大于6nm以后特别不稳定,会发生单壁纳米碳管管的塌陷,长度则可达几百纳米到几个微米。因为单壁纳米碳管的最小直径与富勒烯分子类似,故也有人称其为巴基管或富勒管。多壁纳米碳管的层间距约为纳米,直径在几个纳米到几十纳米,长度一般在微米量级,最长者可达数毫米。由于纳米碳管具有较大的长径比,所以可以把其看成为准一维纳米材料。 4.纳米碳管的性质 4.1.电学性质 由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能。理论预测其导电
6、性能取决于其管径和管壁的螺旋角。 4.2.力学性能 墨烯平面中碳碳键是自然界中已知的最强的化学键之一,石墨中C11的弹性常数达1060GPa。纳米碳管的结构是比较完整的石墨烯网格,而且由于缺陷很少,单壁纳米碳管的强度应该接近于碳碳键强度。理论计算表明单壁纳米碳管的杨氏模量与其直径以及螺旋角无关,杨氏模量和剪切模量与金刚石相当,强度可以达到以上。其强度大约为钢的100倍,而密度却只有钢的1/6。所以纳米碳管具有优异的力学性能。 4.3.热学性能 一维管具有非常大的长径比,因而目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发
7、展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划大量热是沿着长度方向传递的,通过合适的取向,这种管子可以合成高各向异性材料。虽然在管轴平行方向的热交换性能很高,但在其垂直方向的热交换性能较低。纳米管的横向尺寸比多数在室温至150℃电介质的品格振动波长大一个量级,这使得弥散的纳米管在散布声子界面 的形成中是有效的,同时降低了导热性能。适当排列碳纳米管可得到非常高的各向异性热传导材料。 5.纳米碳管的制备目的-通过该培训
8、员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保
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