碳納米管樹芽生成及其力學(xué)和導(dǎo)熱性能研究.pdf

1、碳納米管和富勒烯由于其獨(dú)特的物理性能和化學(xué)性能已經(jīng)引起了研究者的廣泛關(guān)注。實(shí)驗(yàn)和理論研究表明富勒烯可通過共價(jià)鍵在碳納米管的外壁形成碳納米管樹芽，碳納米管樹芽同時(shí)具有碳納米管和富勒烯的性質(zhì)。碳納米管樹芽可以作為分子錨防止碳納米管在復(fù)合材料中發(fā)生滑移，從而提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。近年來，碳納米管樹芽的性質(zhì)得到了廣泛研究，包括它們的結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)熱特性、磁學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能等。研究碳納米管樹芽的形成機(jī)理及其力學(xué)、導(dǎo)熱性能對于碳納米

2、管樹芽在碳納米管復(fù)合材料及納米器件的應(yīng)用具有重要意義。
　　本文針對碳納米管樹芽的生成及其力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能進(jìn)行了研究，主要包括以下內(nèi)容：
　　(1)使用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了富勒烯轟擊碳納米管的過程，發(fā)現(xiàn)通過富勒烯轟擊碳納米管可以得到碳納米管樹芽和多種碳納米管富勒烯混合結(jié)構(gòu)。此外，研究了碳納米管樹芽中富勒烯在碳納米管表面的附著強(qiáng)度，研究表明C60與碳納米管之間的分子結(jié)是非常穩(wěn)定的；同時(shí)，結(jié)果表明通過轟擊形成的碳納米管樹芽會(huì)在

3、一定程度上降低碳納米管的極限拉伸強(qiáng)度和楊氏模量。
　　(2)使用分子動(dòng)力學(xué)模擬分析了附著型碳納米管樹芽以及熱燒結(jié)形成的碳納米管樹芽鏈（C60鏈附著或嵌入單壁碳納米管的表面）對碳納米管的力學(xué)性能的影響。首先分析了當(dāng)C60附著到碳納米管表面時(shí)碳納米管與C60連接區(qū)域的碳碳鍵的鍵序變化和應(yīng)力集中，然后分析了多個(gè)隨機(jī)分布的C60對單壁碳納米管的極限拉伸強(qiáng)度和楊氏模量的影響，最后分析了碳納米管樹芽鏈對于有無缺陷的單壁碳納米管的力學(xué)性能的影響