取向碳管复合材料的制备及其太赫兹时域光谱响应机理研究

发布时间：2020-02-23 05:39

【摘要】：近几年太赫兹技术越来越广泛的被人们研究及应用,但是最重要的课题在于研制成本较低、制备简单且性能良好的功能器件。而碳纳米管天然的准一维结构使其具有各向异性的电学、磁学、光学性质,它与高分子聚合物材料复合得到的碳管复合材料具有优异的重复性及多功能性特性,应用潜力非同一般。所以对于研究太赫兹波段的功能器件有着重要的科学意义和实际应用价值。在本论文中,我们用化学气相沉积法制备生长了CNT-SiC杂化结构和定向生长的阵列碳纳米管,通过热重分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术对其结构及形貌进行表征,结果显示,它们的尺寸都在微米级别。以CNT-SiC杂化结构为填充材料,PVA. gelatin作为聚合物基质材料,我们制备了MWCNTs/PVA、CNT-SiC/PVA、 MWCNTs/gelatin、CNT-SiC/gelatin四种碳管复合材料,对其拉伸至原长的2.5倍并进行太赫兹检测,结果显示CNT-SiC杂化结构在明胶聚合物中的定向性效果最佳,而且CNT-SiC/gelatin复合材料有优异的各向异性属性。以阵列碳纳米管为基础,gelatin、 Epon-812作为包埋溶液,制备了阵列碳管/gelatin、阵列碳管/Epon-812两种复合材料,通过对制备工艺的摸索,我们得出,gelatin成膜性非常好,但是不能够渗透浸入阵列碳管中,而Epon-812包埋剂则具有优异的渗透作用,能够充分浸入阵列碳管及一些生物组织中,与其完美的复合。
【图文】：

石墨,单层,碳纳米管,纯碳

图１邋（ａ）单壁碳管（ｂ）单层石墨稀。逡逑然而，由于碳纳米管本身的尺度在纳米级别的特性，使得在制备基于碳纳米合材料的过程中存在一些困难。例如，纯碳纳米管因其较高的纵横比及比较强的作用力（如范德瓦尔斯力），使得碳纳米管之间会发生缠绕或团聚而无规则聚集的

偏振片

了解决这个问题，他们做了后续的研究［１３】，将上述的偏振片在同方向进行多次（３次逡逑以上）堆叠，结果得到了比较理想的偏振效果，偏振度可达到９９．９％，消光率达到了逡逑工业的标准（＞３０ｄＢ），如图２ａ所示。还有Ｊｉｓｃｏｏ邋Ｋｙｏｕｎｇ等【２５］通过机械纺丝的方法，逡逑在一个Ｕ型的聚乙稀框架上对多壁碳纳米管进行缠绕，得到了厚度可控的，水平取向逡逑的碳纳米管太赫兹偏振片，，如图２ｂ所示，其偏振性能非常好，偏振度为９９．９％，而消逡逑光率则达到了邋３７邋ｄＢ，。也有一些科学家在微米尺度的衬底材料上生长碳纳米管来制备逡逑多尺度的碳纳米管杂化结构，从而很好地解决碳管无规则聚集给我们带来的困扰。逡逑Ｂｏｚ丨ａｒＭ等［２６］报道他们制出了邋ＣＮＴ－ＡｂＯ；杂化结构并以此作为填充材料，并以此为基逡逑础，与环氧树脂（ｅｐｏｘｙ邋ｒｅｓｉｎ）复合制备得到的碳管复合材料，其热导率比以相同含逡逑量的单独ＣＮＴ作为填充物的复合材料的值高出了一个数量级。最近，我们课题组
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;O613.71

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