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1、目录摘要概述纳米碳纤维的发展气相生长纳米碳纤维的结构、性能与应用••…一、气相生长纳米碳纤维的生长和形态••…二、气相生长纳米碳纤维的性能三、气相生长纳米碳纤维的应用总结-10-参考文献-10-关键词气相生长纳米碳纤维电磁屏蔽静电消除摘要纳米碳纤维(CarbonNanofibers,CNF)是一种化学气相生长碳纤维的形式，其主要通过裂解气象碳氢化合物制备的非连续性冇墨纤维。纳米碳纤维有着许多十分优异的性能，如高导热、高导电、低密度等。相较于单层碳纳米管(SingleWallCarbonNanotubes,SWNT)及
2、多层碳纳米管(Multi-walledCarbonNanotubes,l/IWNT),纳米碳纤维制备简单、价格低廉，同时又能在部分领域取代碳纳米管，例如导电高分了材料的添加剂。本文回顾了纳米碳纤维材料的近来发展及其力、电、热学性能。文章最后介绍了这种气相生长纳米碳纤维的应用OABSTRACTCarbonnanofibers(CNFs)areelegantmaterialsproducedbycatalyticvaporgrown.VGCNFshavesuperiorthermal,electrical,mechan
3、icalpropertiescomparedwithsinglewallcarbonnanotubes(SWNTs)ormulti-walledcarbonnanotubes(MWNTs),CNFsareanexcellentalternativebecauseoftheavailabilityandrelativelylowprice・Inthisarticle,thepresentdevelopmentofCNFswerebrieflyintroduced.CNFsfilledconductivepolymerc
4、ompositeswerealsodiscussed.Compositeselectricalmechanismandsomeofitsapplicationssuchaselectromagneticinterfereneeshieldingeffectiveness(EMISE)andelectrostaticdischarge(ESD)areelaboratedinthisarticle・概述气相生长纳米碳纤维(Vapor-grownCarbonNanofiber,VGCNF)凭借其优异的性能引起了人们的广泛兴
5、趣。相较于传统玻璃纤维(GlassFiber,GF),气相生长纳米碳纤维是一种导电纤维，因此可以广泛用于需要静电消除(ElectrostaticDischarge,ESD)>电磁屏蔽(ElectromagneticInterferenceShieldingEffectiveness,EMISE)的条件下，完成传统纤维难以完成的功能。除此以外，气相生长纳米碳纤维还有十分优异的热学性能。由于气相生长纳米碳纤维是一种短切非连续纤维，因此短期内不能制成像碳纤维一样的预浸料连续织物，在一个或两个方向上提供十分优异的力学性能。气
6、相生长纳米碳纤维首先将会应用在制备简单的材料中,例如，气相生长纳米碳纤维增强热固性树脂基复合材料等。这是一种各项同性的树脂基复合材料，其力学性能与新一代的树脂基复合材料相同而热学电磁学性能则远优于下一代树脂基体的复合材料。而且，在注射成型阶段，由于树脂基体的流动性，纳米碳纤维并不会呈现一种完全随机的取向，而是会呈现一种不完全的一维取向，这在某种程度上提高了气相生长纳米碳纤维增强树脂基复合材料的力学性能。另外，相比于直径在几个微米量级的传统纤维，气相生长纳米碳纤维的另外-个极为有特色的功能是其可以插入到短切玻璃纤维或类
7、似纤维中，以提高这些纤维在复合材料树脂基体中的层间剪切力，从而提高这种复合材料的力学性能，且由于气相生长纳米碳纤维的尺寸很小，仅有几十纳米，其掺入并不会产生使复合材料表面粗糙等瑕疵。最后一点，相较于目前在科研中广泛掺杂的纳米石墨烯片层(GrapheneNanosheets)与碳纳米管(CarbonNanotubes),气相生长纳米碳纤维在造价方面的优势更为明显。在2007年气相生长纳米碳纤维和多层碳纳米管(Multi・walledCarbonNanotubes,MWNT)的价格分别为$280/kg和$770/kg,而
8、纯净的单层碳纳米管(SingleWallCarbonNanotubes,SWNT)的价格更是达到了$66,000/kgo而随着制备工艺的成熟和需求量的增大，气相生长纳米碳纤维的价格有望跌破$100/kg,这为广泛的市场化和民用化提供了可能。纳米碳纤维的发展在20世纪70年代到80年代，许多科学家试图将传统的、价钱昂贵的传统PAN基或沥青基碳纤维
