纳米碳管在现代汽车工业上的应用

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1、纳米碳管在现代汽车工业上的应用熊纯辉(株洲第一职业技术学校机械教研室，湖南株洲412001)摘要：纳米碳管具有独特的结构和优异的物理与力学性能，在现代工业中拥有广阔的应用前景，在汽车上的应用也倍受关注。对纳米碳管在汽车上已有的应及潜在的应用进行了综述，包括汽车新能源动力系统、轻量化结构材料、多功能复合材料等，希望能够给汽车新技术的开发和新材料的利用提供参考。关键词：纳米碳管；汽车；应用ApplicationofCarbonNanotubesinAutomotiveIndustryX10NGChu

2、nhui(TheFirstVocationalSchoolofZhuzhou，ZhuzhouHlnan41200】，China)Abstract：Carbonnanotubesareuniquenanostructuredmaterialswithremarkablephysicalandmechanicalproperties．Theyhaveanex—tensiveapplicationprospectinmodernindustD,．Theirapplicationsintheautomo

3、tivecomponentshavealsoreceivedconsiderableattention．Itisreviewedtheirapplicationsintheautonmlivecomponentsalreadyonthemarketandpotentialinthispaper，suchasnewpowertrainsystem，light—weightconstructioninatel’ials，functionalcomposites，etc．Keywords：Carbon

4、nanotube；Automobile；Application纳米碳管(Carbonnanotube)是管状的纳米级石墨晶体，高温强度高、有自润滑性等一系列综合性能⋯。纳米碳管是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无还有许多其他材料不具备的电学和化学特性，这些特性使得纳缝纳米级管，每层的c是SP3朵化，形成六边形平而的圆柱米碳管有十分广阔的应用前景。面。由于其独特的结构和众多奇特的物理、化学、力学性能，一经发现即受到物理、化学、材料学界以及许多业部门的极2纳米碳管的合成方法大重视。

5、自1991年饭岛发现纳米碳管以来，已有数十种合成纳米自发现以来，国内外对纳米碳管的研究非常活跃，从制备碳管的方法问世，也发现一些新的转化途径。因为纳米碳管是结构到物性与应用的研究都取得了重大进展目前，纳米碳管在石墨电极的直流电弧放电的阴极沉积物中发现的，所以直流已实现工业规模生产，为纳米碳管的应用奠定基础。在汽车七电弧放电方法作为传统的制备纳米碳管的方法一直倍受关注。的应用是纳米碳管工业化应用中倍受关注的领域之一，纳米碳此外，人们还探索了其他一些制备碳纳米管的方法，其中包括管已在汽车上获得了一些

6、应用，还有许多能的应川领有机气体的催化热解法(CVD)、激光蒸发石墨法、有机气体域。。。本文对此进行总结和分析，希望能够给汽车新技术的等离子体喷射法、准自由条件生长法、凝聚相电解生成法等开发和新材料应用提供参考。等。纵观所有已知的制备方法，可以发现一个共同的特点：通过各种外加能量，将碳源离勰成原子或离子形式，然后再凝聚1纳米碳管的结构与性能特点就可以得到这种碳的一维结构。纳米碳管的结构可以看成是由碳原子形成的石墨烯片层卷上述制备纳米碳管的方法各有优缺点，从纳米碳管的产成的无缝、中空的管体。石墨烯

7、的片层一般可以从一层到上百量，以及向实际生产转化的可能性来考虑，电弧放电法和有机层，含有一层石墨烯片层的称为单壁纳米碳管(Singlewalled气体催化热解法最有优势。因此，这两种方法也最受关注。然carbonnanotube)，多于一层的则称为多壁纳米碳管(Muhl—而，在纳米碳管控制生长方面仍存在挑战，比如纳米碳管的直walledcarbonnanotube)。单壁纳米碳管的直径一般为1～3nm，径、螺旋度、多壁碳纳米管的内外径以及层次。因为这些结构长度则可达几百纳米到几个微米；多壁纳米碳

8、管的层间距约为参数决定了纳米碳管的性质，所以纳米碳管的控制生长是纳米0．34～0．4Onto，直径在几个纳米到几十纳米，长度一般在微米碳管走上大规模应用之前必须解决的难题。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3纳米碳管在汽车新能源动力系统上的应用一维纳米材料。纳米碳管的基本网格由C—c共价键组成，是内燃机动力汽车消耗石化能源，排放大量的废气，严重污最强的价键之一，因此纳米碳管是所有已知的材料中强度、刚染环境，随着全球生态环境的恶化和石油资源的日益紧缺，新度