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采用博驰仪器测试数据的科研论文-ACNT/C纳米复合材料导热性能及其机理的初步研究

2016-04-07 09:53:00
博驰仪器
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摘要:以定向碳纳米管 ( ACNT)阵列为骨架, 利用化学气相渗 ( CV I)工艺制备了新型的定向碳纳米管 /碳(ACNT /C)纳米复合材料. 导热性能测试结果表明, 密度为 1147 g/cm 3 的 ACNT /C纳米复合材料的热扩散系数和热导率均比相同工艺条件下密度为 1150 g /cm 3 的传统 C/C复合材料高 4~ 6倍; 经过 2 500 e 热处理,ACNT /C的热导率接近 140W /(m# K), 而 C/C仅为 40W /(m# K )左右. 这主要是由于 CNT对热解炭结晶存在诱导作用, 同时特殊的准一维结构也减少了热扩散时/ 声子0的散射.
ACNT/C纳米复合材料导热性能 及其机理 的初步研究
李 志 1 , 巩前明 1 , 王 野 1 , 梁 吉 1 , 黄启忠 2 , 黄伯云 2
( 1. 清华大学机械系, 清华大学先进成形制造重点实验室, 北京 100084; 2. 中南大学粉末冶金国家重点实验室, 长沙 410083)
摘要 以定向碳纳米管 ( ACNT)阵列为骨架, 利用化学气相渗 ( CV I)工艺制备了新型的定向碳纳米管 /碳(ACNT /C)纳米复合材料. 导热性能测试结果表明, 密度为 1147 g/cm 3 的 ACNT /C纳米复合材料的热扩散系数和热导率均比相同工艺条件下密度为 1150 g /cm 3 的传统 C/C复合材料高 4~ 6倍; 经过 2 500 e 热处理,ACNT /C的热导率接近 140W /(m# K), 而 C/C仅为 40W /(m# K )左右. 这主要是由于 CNT对热解炭结晶存在诱导作用, 同时特殊的准一维结构也减少了热扩散时/ 声子0的散射.
关键词 定向碳纳米管; 碳 /碳复合材料; 纳米复合材料; 热导率
中图分类号 O613171; O63511; TQ12711 文献标识码 A 文章编号 0251-0790(2006) 10-1819-04
收稿日期: 2005-09-16.
基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 10332020)资助.
联系人简介: 梁 吉( 1946年出生 ), 男, 教授, 博士生导师, 主要从事碳纳米管及其复合材料的研究.
E-mai: l liangj@i mai. l tsinghua. edu. cn
1991年 Iiji ma [1] 首次发现碳纳米管 ( CNT), 由于其具有独特的结构、优异的性能和广阔的应用前景而引起了广泛的关注. Ruoff等 [ 2]

研究发现, CNT的热学性能与其独特的结构和尺寸密切相关. 由于CNT的石墨层片具有明显的长程结晶性质, 且层与层之间的振动耦合很弱, 所以其轴向和径向热传导性能呈明显的各向异性, 单根 CNT可近似地看作是沿轴向的一维导热材料. Hone等 [ 3] 发现定向排列的单壁碳纳米管 ( SWCNT )薄膜的室温热导率超过 200W /(m# K), 并推测单根 SWCNT 的轴向热导率为 1 800~ 6 000W /(m# K). 随后 K i m等 [ 4] 测量单根 CNT 的室温热导率可达到 3 000W /( m# K).如何使 CNT 优异的性能在宏观结构或功能材料中得到应用是很多人关注的焦点[ 5~ 8] , 但实验发现CNT作为增强相在基体中不易分散, 并且不易与基体形成强的界面结合, 这成为困扰 CNT复合材料发展的两个难题. 而定向碳纳米管 (ACNT)作为定向生长、分布均匀的 CNT阵列, 能够有效地解决分散问题, 并可以充分发挥 CNT 沿轴向的特殊结构和优异性能, 使其具有了广阔的应用前景[ 9, 10] .本文以 ACNT 为骨架, 采用化学气相渗 ( CVI) 工艺, 设计并制备了新型的 ACNT 增强碳基体(ACNT /C)纳米复合材料, 并对这种纳米复合材料的导热性能及其导热机理进行了初步的研究.


此文献采用公司JR仪器测试数据

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