本文關鍵詞：碳納米管介電電泳組裝模型優(yōu)化及過程仿真

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【摘要】：碳納米管因其特殊的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出來的優(yōu)異性能而受到廣泛的關注,在納米電子,傳感器,機械等多個領域表現(xiàn)出極高的應用價值。然而使用現(xiàn)有技術(shù)制備的碳納米管多是金屬型與半導體型碳納米管的混合物,同時由于其尺寸微小而不易組裝,這在很大程度上限制了碳納米管的應用。因此,需要將單一電學性能的碳納米管篩選出來,然后組裝到設計好的器件中實現(xiàn)特定的功能。建立分離不同電學性能碳納米管的介電電泳微流控數(shù)學模型,并對分離過程進行了仿真研究。得出了使碳納米管成功分離的入口流速和外加電場電壓的合理參數(shù)組合,仿真結(jié)果可用于指導碳納米管實際分離過程以縮短分離時間。不同尺寸的碳納米管同樣可以利用介電電泳微流控實現(xiàn)分離。建立適用于碳納米管組裝的介電電泳組裝模型,使模型滿足“偶極子近似”條件。仿真研究了碳納米管在介電電泳組裝過程中的運動規(guī)律,得到了碳納米管從特定初始點開始的三維運動軌跡和可以實現(xiàn)組裝的碳納米管初始點分布區(qū)域。探索了碳納米管運動過程中介電電泳力、速度和組裝時間變化規(guī)律,距離電極間隙越近碳納米管受力越大、速度越快、組裝時間越短。如果在電極間隙處碳納米管一端接觸到電極一端沒有接觸電極,電場強度最大值會出現(xiàn)在沒有接觸到電極的一端,容易形成鏈狀組裝。仿真結(jié)果將為介電電泳組裝碳納米管提供支持。
【關鍵詞】：碳納米管 介電電泳 分離 組裝 軌跡 仿真
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O658.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 碳納米管簡介9-12
• 1.1.1 結(jié)構(gòu)與分類9-11
• 1.1.2 性能與應用前景11-12
• 1.2 碳納米管典型制備方法12-14
• 1.3 碳納米管分離方法概述14-15
• 1.4 介電電泳組裝碳納米管概述15-18
• 1.4.1 介電電泳組裝的優(yōu)勢15-17
• 1.4.2 介電電泳精確組裝介紹17-18
• 1.5 介電電泳原理18-21
• 1.6 本文研究內(nèi)容與目標21-22
• 第2章 介電電泳微流控分離碳納米管的機理22-29
• 2.1 微流通道內(nèi)的受力分析22-27
• 2.1.1 介電電泳力22-24
• 2.1.2 流體拖曳力24-26
• 2.1.3 其他作用力26-27
• 2.2 微流通道內(nèi)的運動分析27-28
• 2.3 小結(jié)28-29
• 第3章 介電電泳微流控分離碳納米管的仿真研究29-42
• 3.1 幾何模型的建立30-32
• 3.2 邊界條件32
• 3.3 結(jié)果及分析32-40
• 3.4 小結(jié)40-42
• 第4章 介電電泳組裝碳納米管的理論研究42-50
• 4.1 組裝中碳納米管的受力分析42-47
• 4.1.1 介電電泳力42-45
• 4.1.2 液體粘滯阻力45-46
• 4.1.3 其他作用力46-47
• 4.2 組裝中碳納米管的運動分析47-48
• 4.3 小結(jié)48-50
• 第5章 介電電泳組裝碳納米管的仿真研究50-60
• 5.1 幾何模型的建立50-51
• 5.2 邊界條件51
• 5.3 結(jié)果及分析51-58
• 5.4 小結(jié)58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-66
• 致謝66-67
• 導師簡介67-68
• 作者簡介68-69
• 學位論文數(shù)據(jù)集69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：743312