定向碳纳米管的制备及碳纳米管雷达波吸收性能研究

《定向碳纳米管的制备及碳纳米管雷达波吸收性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本文首先采用管式反应炉以二茂铁作为催化剂先驱体、二甲苯作为碳源、以Ar／H。为载气、以石英板或石英片作为基底制备了定向碳纳米管薄膜。通过向反应室引入适量的水蒸气，选择性的除去非晶碳，延长催化剂的寿命，获得了厚达2mm的大面积定向碳纳米管薄膜。其次研究了向反应室引入氨气对定向碳纳米管薄膜的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)以及高分辨扫描电子显微镜(HRSEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对碳纳米管进行了表征。最后研究了碳纳米管、稀土掺杂碳纳米管、定向碳纳米管薄膜的吸波性能。研究结果表明：当向反应室引入水蒸气

2、合成毫米级长度的碳纳米管时，生长温度宜控制在850℃左右；在载气总流量为2000ml／min(I路Ar／H：1600／200m1／min、II路Ar200ml／min，其中第1I路Ar携带水蒸气)、生长温度为850E、生长时间60min等相同条件下，随着二茂铁浓度的增加，碳纳米管的直径减小，碳纳米管的长度先增加后减小，在二茂铁浓度为0．069／ml时，碳纳米管长度有最大值1．1mm；水的引入量(由第1I路Ar的流量决定)是影响催化剂的寿命的关键因素。在生长温度为850E、二茂铁浓度为0．049／ml、IIAr为400ml／min等生长条件下，得到了长达1．75mm的

3、定向碳纳米管；随着生长时间的延长，定向碳纳米管薄膜的厚度增加，平均生长速率先增加后降低，当生长时间为120min时，可以得到厚约2mm的定向碳纳米管薄膜；将氨气引入反应室导致定向碳纳米管薄膜形成疏密相间排列，引入氨气的量增加，定向碳纳米管薄膜的厚度降低；当CNTs／EP比为5／loo，在7．91GHz处，有最大吸收值13．89，合格带宽为3．19GHz，稀土掺杂碳纳米管在8．40—16．08GHz范围内，吸收大于lOdB，合格带宽7．68GHz，定向碳纳米管也具有一定的吸波性能，在13．75—18GHz频率范围内，吸收大于lOdB，频宽4．25GHz。关键词碳纳米管

4、定向碳纳米管化学气相沉积雷达波吸吸收材料，l●·'AbstractLargeareaalignedcarbonnanotubefilmsweregrownonquartzsubstratesbychemicalvapordepositionprocess．Hereweusedferrocene，xyleneandArgon／hydrogenasthecatalystprecursor，carbonsourceandcarriergas，andusedalundumtubeasreactionchamber．Acontrolledamountofwatervaporo

5、rNH3wasintroducedintothegrowthatmosphere．Watervaporcouldselectivelyremovemnorphouscarbonandpreservecatalyticactivityandlifetime．NH3haveaneffectoncarbonnanotubefilms．ThemorphologyofCNTswascharacterizedbySEM、TEM、HRSEM、HRTEM．XRDWasalsousedtoevaluatethecrystallinityofCNTs．Accordingtothephe

6、nomenonandresultsofexperiment，thegrowthmechanismwerediscussed．Respectively,WeusedCNTs，rareearth／CNTsandANTsaselectromagneticabsorbingmaterialstostudytheirabsorptionproperties．TheresultsofexperimentshowthatthebefiRinggrowthtemperaturewas850。C，whenwatervaporwereintroducedintothereactionc

7、hamber．At2000ml／minofcardergas(IAr／H21600／200ml／min、IIAr200ml／min)andgrowthtemperature850。C，nanotubesdiametersreducedwithincreasingferroceneconcentration，butthelengthofcarbonnanotubesisseentoincreaseabout1．1mmatO．069／mlandthendecreasethereafter．Balancingtherelativelevelsofcarbonsourc