碳納米管以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的力學(xué)性能,使其在抗沖擊等能量耗散方面有較大的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)抗沖擊材料相比,碳納米管宏觀體(如碳納米管陣列)具有質(zhì)輕,單位體積耗能大等優(yōu)點(diǎn)。然而,碳納米管陣列作為沖擊耗能材料也有其存在的問題:當(dāng)碳管陣列受到正面沖擊時(shí),其管間的物理作用力結(jié)合不足以將沖擊載荷進(jìn)行橫向傳遞(即管間傳遞),因此受沖擊區(qū)域極易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,造成沖擊區(qū)域結(jié)構(gòu)破裂而區(qū)域外材料無法有效利用的現(xiàn)象,從而限制了碳納米管陣列的單位有效耗能。針對上述問題,本論文設(shè)計(jì)了類金剛石薄膜/碳納米管陣列復(fù)合結(jié)構(gòu),通過在碳納米管陣列表面沉積一層類金剛石薄膜材料,有效解決沖擊載荷管間傳遞問題,以提升其單位耗能能力。主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:(1)通過水助化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管陣列,制備管徑均一且純度極高(99.9%)的碳納米管陣列。通過調(diào)控生長所需的催化劑體系,調(diào)制碳納米管陣列的高度(0.3-1.4 mm)及密度(10-50 mg/cm3)。(2)通過離子注入沉積法在碳納米管陣列系列材料表面沉積類金剛石薄膜(2μm),獲得類金剛石薄膜/碳納米管陣列復(fù)合材料。通過掃描電子顯微鏡表征薄膜表面形貌;利用拉曼光...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳材料簡介
    1.3 碳納米管的結(jié)構(gòu),制備及性質(zhì)
    1.4 類金剛石薄膜的結(jié)構(gòu),制備及性質(zhì)
    1.5 碳納米管及類金剛石薄膜在抗沖擊材料方面的研究
    1.6 本文的選題依據(jù)及工作內(nèi)容
2 類金剛石薄膜/碳納米管陣列復(fù)合材料的制備及其表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
    2.3 類金剛石薄膜/碳納米管陣列復(fù)合材料的表征分析
    2.4 碳納米管陣列的生長機(jī)理及類金剛石薄膜的沉積機(jī)理
    2.5 本章小結(jié)
3 類金剛石薄膜/碳納米管陣列復(fù)合材料的抗沖擊實(shí)驗(yàn)
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
    3.3 實(shí)驗(yàn)裝置的搭建及調(diào)試
    3.4 類金剛石薄膜/碳納米管陣列這復(fù)合材料沖擊力學(xué)響應(yīng)
    3.5 類金剛石薄膜/碳納米管陣列對沖擊能量的耗散機(jī)理研究
    3.6 本章小結(jié)
4 全文總結(jié)及展望
    4.1 全文總結(jié)
    4.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3875913