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碳纳米管在机械电子领域的应用与分析

2013-08-13周璐

中国高新技术企业·综合版 2013年7期

摘要:碳纳米管(CNT)是一种新兴的、有独特结构的一维纳米材料,其独特的力学、热学、电学和光学性能使它日益受到人们的青睐,并已经广泛应用于传感器、超级电容、场致发射器、吸波材料等机械电子领域。将碳管进行活化、纯化和掺杂等功能化处理,可以优化及开发其功能,扩大其应用范围。

关键词:碳纳米管;传感器;超级电容场;致发射器;吸波材料

中图分类号:TB383 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)20-0050-02

碳纳米管(又称为巴基管)是碳的一种同素异形体,径向尺寸为纳米量级,轴向尺寸可达微米量级。巨大的长径比赋予它优良的传热性能和力学性能,以其他材料为基体与碳纳米管混合,可使之具有超强的强度、韧性、抗疲劳性和各向同性,大大地改善原有材料的性能。本文就碳纳米管的一些性质,分析了其在机械电子领域的广泛应用,并对碳纳米管潜在的应用价值做了展望。

1 碳纳米管的性质

1.1 力学性能

碳纳米管短而强的碳-碳键能够阻碍外来杂质的侵入,巨大的长径比使其拥有“超级纤维”之称,轴向具有良好的柔韧性和回弹性,弹性模量与金刚石相近,在负载作用下,具有极好的抗变形能力,当外力消失后,能够像弹簧一样立即恢复原状。它具有极好的抗拉能力,强度是钢的100倍,密度却只有钢的1/6,是目前可制备出的比强度最高的材料。

1.2 热学性能

由于碳纳米管具有非常大的长径比,所以大部分热量是沿着轴向方向传递的,径向方向热交换性能很低,通过合适的取向,可以制成各向异性的热传导材料。……

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