高压下石墨与玻璃碳结构转变研究

发布时间：2021-05-26 17:12

　　碳元素灵活多变的成键形式成就了丰富多彩碳材料大家族,从古老的石墨、金刚石到新近发现的富勒烯、碳纳米管和石墨烯等,在人类科学发展和生产生活中都发挥了极其重要的作用。探寻性能优异、结构新奇的新型碳材料一直以来是材料、物理、化学等研究领域的热点课题。高压作为一种极端的物理条件,它能缩短原子间距离,改变原子间的相互作用,甚至是成键方式。将高压与碳材料的探索研究相结合,成为寻找和构筑出常规条件难以得到的新型碳结构、探索碳材料新性质的重要途径。人们发现,sp²杂化碳材料高压下往往会发生sp²到sp³的成键变化,形成一些新的sp³碳结构。然而,关于其压致成键转变机制的认识并不清楚,sp²杂化碳材料高压下形成的结构仍存在很多争议,这也阻碍了人们对碳材料高压下结构转变的有效调控及新型碳材料的合成。作为有序和无序的sp²碳材料的典型代表,古老的石墨、玻璃的碳高压研究中也存在这样的未解之难题。本论文针对以上问题,选取石墨和玻璃碳作为研究模板,采用剪切高压、超高静水高压以及高温高... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 碳材料的成键方式
    1.2 典型的sp~2 碳材料简介
        1.2.1 石墨的结构与性质
        1.2.2 玻璃碳的结构与性质
    1.3 石墨的高压研究现状
        1.3.1 石墨高压下的结构研究
        1.3.2 石墨剪切高压的研究
        1.3.3 石墨的高温高压研究
    1.4 玻璃碳高压的研究现状
    1.5 本论文的研究意义
    1.6 本论文的主要内容
第二章 高压与高温高压实验技术简介
    2.1 金刚石对顶压砧
    2.2 压力标压
    2.3 传压介质
    2.4 高压实验技术简介
        2.4.1 拉曼光谱
        2.4.2 激光加热
第三章 剪切高压下石墨结构转变研究
    3.1 研究背景
    3.2 理论与实验方法
        3.2.1 分子动力学模拟方法
        3.2.2 单轴高压实验方法
        3.2.3 有限元分析模拟方法
    3.3 研究结果与讨论
        3.3.1 理论模拟分析
        3.3.2 高压原位结构研究
        3.3.3 卸压结构表征
    3.4 本章小结
第四章 超高静水压下石墨、玻璃碳的结构转变研究
    4.1 研究背景
    4.2 实验方法
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 超高静水压石墨结构转变
        4.3.2 超高静水压玻璃碳结构转变
        4.3.3 讨论与分析
    4.4 本章小结
第五章 玻璃碳薄膜的高温高压研究
    5.1 研究背景
    5.2 实验方法
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 初始样品结构表征
        5.3.2激光加热实验
        5.3.3 卸压结构以及性质表征
        5.3.4 金刚石气凝胶薄膜的形成机制讨论
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
作者简介与学术成果
致谢



本文编号：3206744