原子氧对石墨烯膜电阻的影响

通过对石墨烯膜在原子氧辐照下电阻变化研究,并结合原子氧辐照前后石墨烯膜表面微观形貌分析,发现石墨烯膜会被原子氧剥蚀,膜厚逐渐减小直至完全剥蚀。石墨烯膜的电阻在原子氧辐照初期有所下降,之后开始上升。说明在原子氧辐照初期有石墨烯吸附氧原子的现象,在后期石墨烯膜电性能变化符合电阻定律。利用石墨烯剥蚀厚度或者石墨烯电阻变化数据两种方法都可以得到石墨烯膜剥蚀率,约为(1.2~1.3)×10-25cm3/atom。根据石墨烯膜电阻随原子氧注量的关系,提出一种新的原子氧探测器。     

航天器表面材料原子氧防护方法

原子氧是200~700 km低地球轨道残余大气的主要成分。原子氧具有极强的氧化性,表面材料被原子氧剥蚀而失效是低轨道航天器面临的主要环境威胁之一。空间飞行试验结果表明,几乎所有的有机材料都会被原子氧剥蚀。原子氧防护技术是保证材料或器件在轨性能和寿命的重要手段,不同特征的表面材料需要采用不同的原子氧防护方法。介绍了太阳电池阵材料、热控材料、光学材料等典型材料的原子防护方法,并对硅氧烷防护涂层进行原子氧试验验证。     

碳纳米管场发射烧毁机理研究

在碳纳米管场发射过程中,碳纳米管烧毁现象一直是影响碳纳米管场发射能力及稳定性的重要因素。目前,对碳纳米管烧毁机理研究较少。本文采用化学气相沉积原位生长技术制备了不同形貌的碳纳米管阵列。通过对不同形貌的碳纳米管场发射测试过程及碳纳米管烧毁前后形貌的研究,得出碳纳米管烧毁机理主要有三种。一是碳纳米管高度不均匀和碳纳米管本身的缺陷等原因引起了电场局域现象,这种局域场强使得碳纳米管局域温度过高而引起碳纳米管烧毁;二是碳纳米管吸附和脱附造成碳纳米管烧毁;三是碳纳米管与基片间存在较高的接触电阻而产生较高的焦耳热,使得碳纳米管烧毁。本文不仅给出了碳纳米管烧毁机理,还给出了相应的解决方案。这对碳纳米管场发射阴极的研究具有一定的意义。     

载气种类对微波CVD合成碳纳米管阵列生长的影响

以乙炔为碳源气体,采用微波辅助化学气相沉积法低温合成高纯度的垂直定向碳纳米管阵列。研究了分别以氮气和氩气为载气对碳纳米管阵列形貌结构的影响,并用扫描电子显微镜、透射电镜和拉曼光谱等手段对碳纳米管形貌与结构进行观察和分析。结果表明:以氮气为载气合成的碳纳米管阵列纯度较高,直径分布均匀。并对碳纳米管阵列在微波场下的生长机理进行分析探讨。     

碳纳米管阵列应用于热界面材料的研究进展

介绍与评价了近年来用于改善作为热界面材料(TIM)的碳纳米管阵列性能的方法,探讨了碳纳米管阵列形貌、缺陷状态、界面处理和固化材料引入对碳纳米管阵列导热性能的影响,总结了其在热界面材料领域应用所需要具备的条件,即能够作为热界面材料的碳纳米管阵列必须满足形貌合适、缺陷较少、一定程度复合、接触界面热阻低、封装工艺合理等一系列要求.     

模拟空间原子氧对Teflon FEP/Al薄膜性能的影响

在模拟空间环境原子氧辐照的条件下,采用固定的原子氧束流密度进行不同时间的辐照试验,研究了温控材料Teflon FEP/Al薄膜的质量损失、光学性能、表面形貌和表面粗糙度的演化规律.结果表明,材料的质量损失与原子氧的作用时间成正比.辐照前后材料的表面形貌和表面粗糙度发生明显变化,致使太阳吸收率发生明显变化,从而导致材料的光学性能发生变化.     

SiO_2对MoS_2/酚醛环氧树脂涂层原子氧辐照前后组成与性能的影响

为了有效降低低轨道原子氧辐照对黏结固体润滑涂层摩擦学性能的影响,满足航天器机械运动机构对空间润滑材料高可靠、长寿命的要求,在MoS_2/酚醛环氧树脂涂层中添加六甲基二硅胺烷修饰的SiO_2,制备了复合涂层,并用原子氧地面模拟装置进行辐照.分别采用X射线光电子能谱(XPS)、CSM摩擦磨损试验及扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层原子氧辐照前后的化学组成、摩擦磨损性能及磨痕形貌.结果表明:添加SiO_2在一定程度上提高了MoS_2/酚醛环氧树脂涂层的抗原子氧剥蚀和摩擦磨损性能;添加2%SiO_2的涂层在原子氧辐照前后摩擦系数最低,耐磨性能最佳;当SiO_2添加量为1%时,涂层辐照前后的耐磨寿命最长.     

垂直生长碳纳米管阵列可见光高吸收比标准研制及其特性表征分析

研究采用原子层沉积(ALD)工艺,利用垂直碳纳米管阵列(VACNTs)的稀疏结构和碳纳米管本身具有的中空结构,探索制备具有超黑性质的垂直生长碳纳米管阵列薄膜,研究测试材料在(500~1000)nm绝对吸收比,调节阵列结构,实现高吸收比标准片的研制。     

改性Hummer法制备高羧基化多壁碳纳米管及其性能研究

采用了1种新的三成分氧化体系(浓硫酸/高锰酸钾/过氧化氢)对多壁碳纳米表面进行羧基化改性,并对比分析了反应过程中采用超声辅助的方式对碳纳米管羧基化程度的影响。红外和X射线光谱分析结果证实了改性多壁碳纳米管表面引入了含氧官能团如—COOH、—OH、—C=O等,且采用超声辅助的氧化体系氧化效果更好,所改性的羧基化多壁碳纳米管中氧含量高达20.98%(原子分数),明显高于文献中及市场上的羧基化多壁碳纳米管氧元素含量;通过对比改性前、后多壁碳纳米管在乙醇水溶液的分散性,结果表明采用本研究中的氧化体系进行改性的多壁碳纳米管的分散性有明显的提高;场发射扫描电镜观察改性后多壁碳纳米管的表面形貌进一步表明改性前、后的多壁碳纳米管结构长度未发生明显的缩短,而且羧基化过程中采用超声辅助获得的多壁碳纳米管未发生明显的团聚现象。     

在软基底上重组装定向垂直排列的碳纳米管

描述了一种把阵列式排列的碳纳米管膜完整地从沉积基底上逐层分离组装到软的新基底上的技术。用扫描电镜研究了被分离的碳纳米管膜的形貌、粘结层的特点,对被分离的膜的表面导电性能,膜与新基底体系的体积导电性能分别做了测试。电镜形貌分析表明构成碳纳米管膜的碳纳米管在被分离后可以保持原来的形貌,也可以呈弯曲状,这取决于作用在碳纳米管膜上的压力。电阻测试表明膜的表面电忸为10欧姆,而膜与基底体系的体积电阻在有粘结层条件下小于0．1欧姆。     

不同催化剂表面定向生长单壁碳纳米管的研究

以不同含水量的乙醇为碳源,分别以Fe/Mo、Ag、Au为催化剂,采用化学气相沉积法制备了单壁碳纳米管.通过SEM,AFM,TEM等表征方法研究了碳纳米管的形貌和微观结构.结果表明,用Fe/Mo、Ag、Au均能长出高质量的碳管阵列,特别是Au的“Sputtering”法,可以不用繁琐地制备纳米颗粒催化剂便得到SWNT阵列...     

氮掺杂碳纳米管/铝基复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

采用化学气相沉积法合成出氮原子掺杂的碳纳米管,再将其与铝基体进行复合制备出碳纳米管/铝基复合材料。运用TEM和XPS研究氮掺杂碳纳米管的结构形貌和掺杂形态,并对碳纳米管/铝基复合材料的力学和电学性能进行研究与分析。结果表明:碳纳米管呈现出竹节状周期性多层结构,且成功掺杂氮原子。与纯碳纳米管相比,基于氮掺杂碳纳米管的铝基复合材料具有更高的抗拉强度和电导率。由于氮原子的引入,改善了碳纳米管的分散度和浸润性,提升了其电子传递效率,从而更有利于其在金属基复合材料中的应用。     

阵列碳纳米管薄膜厚度调控研究

采用化学气相沉积法制备了阵列碳纳米管薄膜,对薄膜生长厚度进行了系统研究。利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)对样品形貌以及结构进行了表征。结果发现,在相同的生长时间和一定的催化剂浓度范围内,阵列碳纳米管的薄膜厚度随催化剂浓度提高而增加;在生长时间相同时,阵列碳纳米管薄膜厚度随载气流速的增加而降低,且下降趋势近似为线性;随着生长时间的增长,阵列碳纳米管薄膜的厚度也随之增加,且在前60min生长速度最快达到24μm/min,60min之后生长速度减缓。     

原子层沉积工艺制备催化薄膜厚度对生长碳纳米管阵列的影响

通过原子层沉积(ALD)工艺在硅基底依次沉积氧化铝缓冲层薄膜和氧化铁催化薄膜, 然后利用管式炉进行水辅助化学气相沉积(WACVD)生长垂直碳纳米管阵列(VACNTs)。结果表明: ALD工艺制备的氧化铁薄膜经还原气氛热处理可形成碳纳米管阵列生长所需的纳米催化颗粒; 氧化铁薄膜厚度与纳米催化颗粒大小以及生长出的碳纳米管阵列的结构密切相关。当氧化铁薄膜厚度为1.2 nm时, 生长出的碳纳米管阵列管外径约为10 nm, 管壁层数约为5层, 阵列高度约为400 μm。增大氧化铁薄膜的厚度, 生长出的碳纳米管阵列外径和管壁数增加, 阵列高度降低。实验还在硅基底侧面观察到了VACNTs, 表明ALD工艺可在三维结构上制备催化薄膜用于生长VACNTs。     

有机质掺杂碳纳米管阵列场发射性质的研究

碳纳米管(CNT)作为理想的场发射阴极材料,在场发射阴极阵列中的密度与阴极的场发射性能有着非常密切的关系。通过解拉普拉斯方程,得到碳管阵列密度对场增强因子的影响,同时通过对不同阵列密度的碳纳米管阵列进行有机质的填充解决了碳纳米管阵列在制备过程中的定向排列问题,并对所需碳管与有机质的质量比进行了理论计算,结果表明,阵列密度和管间距对碳管与有机质的质量比有很大影响。     

碳纳米管阵列制备及结构与光学特性研究

以乙烯为碳源,铁为催化剂,通过调节碳源气体的供给时间来控制碳纳米管阵列的生长过程,最终在负载有催化剂膜层的硅基底上生长出不同高度的碳纳米管阵列,经sEM、TEM、激光拉曼和紫外-可见-近红外分光光度计对其结构和特性进行分析,结果表明,碳纳米管阵列在300nm-2000nm范围可以达到小于0．238％的超低反射率,不同结构和高度的碳纳米管阵列表现出不同的紫外-可见-近红外反射特性。     

改变基底合成不同形貌碳纳米管宏观结构

采用化学气相沉积法,选用不同基底和表面涂层合成了碳纳米管垂直阵列薄膜、管束和条带三种碳纳米管宏观结构,并用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）进行了表征。结果表明：在石英涂层上合成的定向碳纳米管薄膜厚度达毫米级;在表面有Al2O3涂层的不锈钢基底上可合成碳纳米管垂直阵列薄膜和不同尺寸宏观管束结构;在表面有SiO2涂层...     

宏观超长定向碳纳米管阵列的制备

采用二甲苯和二茂铁作为碳源和催化剂的化学气相沉积法连续制备定向碳纳米管阵列,在反应6h内获得长度为6mm的宏观定向碳纳米管阵列。当反应时间超过6h后,定向碳纳米管阵列的生长速度明显下降,并有停止生长的趋势,反应16h,定向碳纳米管阵列的厚度仅为6．7mm。本文研究了采用多次连续进给碳源和催化剂的方式制备定向碳纳米管阵列,成功的制备了8．9mm厚的定向碳纳米管阵列,阵列中的碳纳米管具有高的定向性和良好的界面结合。     

碳纳米管可沿着蓝宝石晶片的原子阶梯生长

以色列魏兹曼科学研究所的科研人员观察到了沿着蓝宝石表面的原子阶梯生成碳纳米管的景像。碳纳米管是制造纳米电子电路的出色的候选材料，但是将其组装成有序阵列，仍是此项应用的主要难题。     

一种光聚合共混树脂抗原子氧侵蚀的机理

采用双酚A型环氧树脂E-44与有机硅环氧树脂ES-06的共混改性树脂体系进行紫外光辐照聚合,制备了光聚合含硅聚合物;使用原子氧效应地面模拟设备对光聚合含硅聚合物进行原子氧侵蚀试验,比较了试验前后试样的质量、表面形貌和成分的变化,研究了原子氧的侵蚀机理.结果表明,在紫外光辐照固化后改性树脂的表面形成一层含C的氧化硅(SiOx)膜,经原子氧暴露试验后进一步氧化转变为富含SiO2的保护膜,具有较好的耐原子氧性能.原子氧对含硅共混物的侵蚀是多种效应协同作用的结果,以发生化学反应为主,通过提氢,插入和置换等机理产生含碳挥发性物质和H2O等,导致聚合物的质量损失.生成的硅氧化物留在聚合物表面,能有效地阻止原子氧对基底聚合物材料的进一步侵蚀.