纳米碳管/环氧树脂纳米复合材料的研究

采用熔融混合法合成了不同纳米碳管含量的纳米碳管/环氧树脂复合材料,测试了弯曲性能、冲击强度,并利用扫描电镜(TEM)对产物进行了表征,同时,针对纳米碳管对环氧树脂电学性能的影响做了初步研究。结果表明,当纳米碳管含量为0.05%时,纳米碳管/环氧树脂复合材料的冲击强度、弯曲强度最高,弯曲强度提高100%,弯曲模量提高41%,冲击强度提高4倍,纳米碳管在环氧树脂基体中呈单根分散,纳米碳管使环氧树脂的体积电阻下降,导电性增加。     

纳米碳管的特性及其在摩擦磨损中的应用

纳米碳管具有超强的力学性能,极高的化学、热稳定性和独特的导电性,已得到广泛的应用.本文综述纳米碳管的结构、制备方法和应用,着重讨论纳米碳管在摩擦磨损中的研究进展及其应用.     

纳米碳管结构差异对树脂炭包覆硅/纳米碳管复合材料电化学性能的影响

采用聚乙烯醇（PVA）树脂炭化的方法，制备了PVA树脂炭包覆硅／不同纳米碳管复合材料，通过X-射线、高分辩电镜观察和电化学性能测试等手段比较研究了单壁、双壁和多壁纳米碳管作为弹性导电网络缓解硅在充放电过程中体积变化方面的效果。结果表明，单壁纳米碳管和双壁纳米碳管比多壁纳米碳管能够更好地缓解硅在循环过程中产生的结构和体积变化，这主要是因为其长径比大，缠裹效果更好。单壁纳米碳管和双壁纳米碳管具有相近的直径、长径比及宏观分布形式，但在循环过程中，双壁纳米碳管的结构稳定性好于单壁纳米碳管，进而其缓解硅结构变化的效果更好。     

基于纳米碳管导电材料的研究进展

纳米碳管有着优良的电学性能,在导电材料中有着广泛的应用.介绍了纳米碳管的制备方法及基于纳米碳管导电材料的研究进展,并指出了纳米碳管在实际应用中需要解决的问题.     

分叉纳米碳管与直纳米碳管拉伸力学特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法,模拟了分叉纳米碳管与直纳米碳管的拉伸过程,对比、分析了分叉纳米碳管与直纳米碳管的拉伸力学性能。研究表明,分叉纳米碳管拉伸时的屈服与断裂发生在其粗管与细管过渡处,其抗拉强度与韧性分别低于直纳米碳管24％和17％,然而,其弹性模量却与直纳米碳管相当。     

单壁纳米碳管/聚酰亚胺复合材料的制备及导电特性

采用熔融聚合法和反复机械拉伸法,制备出定向排列单壁纳米碳管(SWNTs)/聚酰亚胺(PI)复合材料。研究了纳米碳管在复合体中的排列和分散情况。讨论了填充纳米碳管的质量分数对复合材料导电性能的影响,发现SWNTs填充质量分数很少时,复合体系呈现渗流行为,表现出良好的导电性和各向异性,其电导率随着填充纳米碳管的质量分数增加,电导率增大,而且在其拉伸方向比其垂直方向显示出较高的电导率,沿着其拉伸方向的渗流阈值比其垂直方向要低,说明单壁碳纳米管在复合物材料中呈现出良好的排列和均匀分散。     

纳米碳管/聚合物功能复合材料

纳米碳管(Carbonnanotubes,CNT)具有π π共轭电子结构,可与结构相似的聚合物(Polymer)通过范德华力结合形成复合材料。导电聚合物(Electricallyconductingpolymer,ECP)包覆多壁纳米碳管(Multi walledcarbonnanotubes,MWNT)后,可用于诸如超级电容器等电子器件。共轭发光聚合物修饰纳米碳管形成的CNT polymer复合材料,具有很强的发光性能,有望用于电子接收器和光电器件。通过连结氨基聚合物,可使多壁纳米碳管溶解和功能化,从而将纳米碳管引入生物学系统中。研究结果表明,CNT polymer复合物有许多潜在的应用,有待进一步发展。     

真空度对纳米碳管场发射性能的影响

研究了单壁纳米碳管(SWNTs)、双壁纳米碳管(DWNTs)和多壁纳米碳管(MWNTs)在不同真空度下的场发射性能。在超高真空条件下(2.0×10-7Pa),以上三种材料均表现出良好的稳定性;而在高真空条件下(1.0×10-4Pa),三种材料的场发射稳定性有不同程度的下降。通过控制系统真空度在2.0×10-7Pa～1.3×10-3Pa范围内逐渐变化,考察了真空度对纳米碳管场发射性能的影响及其机制,提出适合于SWNTs、DWNTs和MWNTs场发射性能测试和应用的真空度下限分别为6.0×10-5Pa、1.0×10-4Pa和5.7×10-4Pa。     

纳米碳管／聚酰亚胺复合材料制备与性能研究

利用纳米碳管的N甲基吡咯烷酮分散液，通过改变纳米碳管表面的性质和薄膜的制备条件，成功地制备了一系列均匀的纳米碳管，聚酰亚胺薄膜。研究结果表明，添加酰氯化后的纳米碳管到聚酰亚胺中可以改善聚酰亚胺的拉伸性能，而对聚酰亚胺的热稳定性和光学性质没有明显的影响。当添加1．0％的纳米碳管时，与纯PI相比复合材料的弹性模量增加了25．6％，拉伸强度增加了31．0％，断裂伸长率增加了7．6％。     

纳米碳管性能的研究进展

综述了纳米碳管的结构和分类,对近年来纳米碳管性能的研究进行了综述,以便对纳米碳管进一步深入地研究。     

微型注塑制备碳纳米管硅橡胶导电复合医用材料

柔性导电材料是制备一些尖端医疗电子器件的重要材料。文中采用高速机械搅拌、超声波分散、球磨工艺制备了综合性能优异的碳纳米管液体橡胶纳米复合材料,碳管分散均匀,导电率最高可达25S/m,柔韧性保持不变。医疗电子器件具有微型化高精度的特点,需采用微加工成型技术,文中研究了液体橡胶柔性导电材料的微注射成型技术,考察了微加工条件对材料的导电性能的影响。结果显示,注射压力和模具温度越高,材料的导电率越低,其他加工条件则对材料导电性能影响不大。在拉伸的循环实验中导电率随应变呈指数变化。     

碳纳米管/导热硅脂复合材料的导热性能

为了提高导热硅脂的导热性能,本文研究了一种新型的碳纳米管/导热硅脂复合材料。研究结果表明,酯化处理后的碳纳米管有利于其在导热硅脂中的分散,并由此在导热硅脂中形成一个有效的导热网络,达到提高导热硅脂导热性能的目的。     

碳纳米管/石墨烯复合填充交替多层硅橡胶的结构及性能

以碳纳米管(CNTs)/石墨烯(GNs)为复合填充料,通过交替多层共挤出设备制备了一系列不同层数交替多层硅橡胶片材,获得了2n+1+1层结构的多层复合硅橡胶;研究了多层结构硅橡胶微观形貌对其力学性能和介电性能的影响.扫描电镜结果表明,所制备的多层材料具有清晰、规整的连续层状结构,且随着层数增加,填料的分散状态获得改善且...     

碳包覆纳米铜颗粒/硫化硅橡胶导热复合材料的制备及性能

选用实验室自制的碳包覆纳米铜颗粒(Cu@C)为导热填料,以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为基体,采用机械共混法制备了碳包覆纳米铜颗粒/室温硫化(Cu@C/RTV)硅橡胶导热复合材料。通过透射电子显微镜、BET法、热导率测试仪、热重分析仪、万能材料试验机及邵氏硬度计等方法和手段,完成Cu@C纳米颗粒填料的微观形貌分析和比表面积测定,并研究了Cu@C填料在低填充量下(30%)(质量分数,下同)对于Cu@C/RTV硅橡胶导复合材料热导率、热稳定性及力学性能的影响。结果表明,Cu@C纳米颗粒为球形、包覆型核壳结构,平均粒径在50 nm左右,其比表面积为69.66 m2/g。Cu@C/RTV硅橡胶导热复合材料的热导率随着Cu@C纳米颗粒填充量的增加而增大;填充量为30%时,复合材料的热导率可达2.41 W/m K;加入Cu@C纳米颗粒填料能够将RTV硅橡胶的热分解起始温度提高到422℃,并延缓其最终分解温度至625℃;随着Cu@C/RTV硅橡胶导热复合材料中Cu@C纳米颗粒填充量的增加,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势,而100%定伸应力和硬度则呈增大趋势。     

超声振荡对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂复合材料导电性能的影响

借助超声振荡工艺促进了多壁碳纳米管(MWNTs)在VARTM用环氧树脂(EP)中的分散,通过真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了MWNTs/EP复合材料试样并研究试样的导电性能。结果表明,随着超声振荡时间、功率和频率的增大,不同MWNTs添加量的试样导电性能均呈现出先升高后降低的趋势。在超声振荡时间90min、功率80 W和频率45kHz附近分别达到了阈值,MWNTs的添加量仅1%就可以达到降低纯EP表面电阻率(1012Ω·cm)近4个数量级的要求。实验还运用扫描电镜(SEM)证实了MWNTs在EP中的分散情况。     

UHMWPE/CNTs导电复合体系的电性能

制备了低逾渗值的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/多壁碳纳米管(CNTs)导电复合材料,CNTs分布于UHMWPE粒子的表面和界面处。研究了UHMWPE/CNTs复合材料的温度电阻行为,发现在基体熔点附近,电阻急剧增加,并达到一最大值,然后电阻开始下降,体现负温度电阻效应(NTC)。分析了复合材料电阻松弛时间的升温速率的依赖性,结果表明,升温速率越快,电阻的松弛时间越短。     

石墨烯含量对碳纳米管电极发射器结构和运行稳定性的影响

利用石墨烯电学特性与碳纳米管场发射特性,加入不同含量的石墨烯浆料并对比了各试样场发射特性与器件运行稳定性。实验测试研究结果表明:石墨烯对碳纳米管实现了良好的分隔作用,形成了更大的碳纳米管间隙,降低了电场屏蔽的程度。碳纳米管周围被石墨烯紧密填充,起到了良好的固定作用,能够使碳纳米管获得多级场发射效应。随着石墨烯加入量由2%提高到6%时,由石墨烯与碳纳米管组成的复合阴极也表现出了更强的场发射能力。6%的试样表现出最优的性能,提高电场强度后,获得了更快增大的电流密度。石墨烯含量为2%、4%、6%的三种试样表现出了良好的阴极稳定性,石墨烯含量为6%时达到该阈值电流密度所需的电场最低。     

碳纳米管制备石墨烯片及其储锂性能研究

用多壁碳纳米管作为起始原料,通过化学氧化、离心分离、高温膨胀和超声剥离等步骤制备了石墨烯片。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对石墨烯片的形貌和结构进行分析。通过恒流充放电和交流阻抗测试研究了石墨烯片作为锂离子电池负极材料的储锂性能。结果表明,石墨烯片在50mA/g的电流密度下,首次可逆比容量为859mAh/g,经过50次循环后比容量仍保持在410mAh/g,远高于碳纳米管(217mAh/g),表明石墨烯片具有优异的储锂性能。     

用超临界二氧化碳技术制备硅橡胶/碳纳米管/炭黑复合导电泡沫材料

以超临界二氧化碳为物理发泡剂,制备出一种具有良好导电性能的硅橡胶/碳纳米管/炭黑多相复合泡沫材料。系统研究了不同碳纳米管含量及不同加工参数对硅橡胶发泡行为和最终硅橡胶泡沫材料导电性能的影响。实验结果表明,碳纳米管和炭黑在硅橡胶基体中分散良好,无明显团聚体出现。均匀分散的碳纳米管能够提高发泡时的成核密度,从而得到具有较小泡孔尺寸和较高泡孔密度的泡沫材料。研究发现随着饱和温度升高,泡孔尺寸变大,泡孔合并现象明显;随饱和压力增加,泡孔尺寸变小,泡孔密度增加,泡孔合并现象减少。不同泡孔形态对应其导电性能也有所不同,当泡孔尺寸较小,泡孔分布均匀的泡沫材料导电性能较好。