碳納米管以其獨特的結構以及優(yōu)異的力學性能,使其在抗沖擊等能量耗散方面有較大的應用前景。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)具有質輕,單位體積耗能大等優(yōu)點。然而,碳納米管陣列作為沖擊耗能材料也有其存在的問題:當碳管陣列受到正面沖擊時,其管間的物理作用力結合不足以將沖擊載荷進行橫向傳遞(即管間傳遞),因此受沖擊區(qū)域極易出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象,造成沖擊區(qū)域結構破裂而區(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,本論文設計了類金剛石薄膜/碳納米管陣列復合結構,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。主要研究內容總結如下:(1)通過水助化學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。通過調控生長所需的催化劑體系,調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...

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【學位級別】：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 碳納米管的結構,制備及性質
    1.4 類金剛石薄膜的結構,制備及性質
    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)及工作內容
2 類金剛石薄膜/碳納米管陣列復合材料的制備及其表征
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
    2.3 類金剛石薄膜/碳納米管陣列復合材料的表征分析
    2.4 碳納米管陣列的生長機理及類金剛石薄膜的沉積機理
    2.5 本章小結
3 類金剛石薄膜/碳納米管陣列復合材料的抗沖擊實驗
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
    3.3 實驗裝置的搭建及調試
    3.4 類金剛石薄膜/碳納米管陣列這復合材料沖擊力學響應
    3.5 類金剛石薄膜/碳納米管陣列對沖擊能量的耗散機理研究
    3.6 本章小結
4 全文總結及展望
    4.1 全文總結
    4.2 工作展望
致謝
參考文獻



本文編號：3875913