碳納米管氫等離子體的微波吸收機(jī)理研究.pdf

1、碳納米管是理想的準(zhǔn)一維納米材料，有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、奇異的物理特性及化學(xué)性能，具有非常獨(dú)特的電磁特性。碳納米管氫等離子體材料對(duì)微波的吸收和衰減是當(dāng)今納米材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，在軍事隱身和民用微波防輻方面顯示出巨大的應(yīng)用前景。
　　本文首先對(duì)碳納米管的結(jié)構(gòu)特征、基本性能、材料吸波機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的論述。
　　基于Wadhavan、 Imholt和Naab等人有關(guān)鐵催化高壓歧化生成的碳納米管氫等離子對(duì)2.45GHz附近頻段微波具有

2、強(qiáng)烈吸收的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，本文運(yùn)用雙流體理論和唯象模型，分別研究了只考慮電子碰撞損耗情況下和同時(shí)考慮氫離子碰撞吸收條件下的鐵催化高壓歧化生成的碳納米管氫等離子體的微波損耗吸收，揭示了鐵催化高壓歧化生成的碳納米管氫等離子體的微波吸收機(jī)理。運(yùn)用Appleton-Hartee磁離子理論，根據(jù) W.K.B近似解法，深入研究了外加靜磁場及其方向?qū)μ技{米管氫等離子體微波損耗吸收的影響。理論導(dǎo)出了各種情況下碳納米管氫等離子的復(fù)介電常數(shù)、微波損耗吸收系數(shù)公式

3、，構(gòu)建了碳納米管氫等離子體材料的微波吸收模型。
　　理論模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合，很好地解釋了Wadhavan、Anand與Naab等人觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，證明了鐵催化高壓歧化生成的碳納米管氫等離子體中的帶電粒子對(duì)微波產(chǎn)生的碰撞吸收是碳納米管的主要微波吸收機(jī)理。研究結(jié)果顯示：只要恰當(dāng)控制碳納米管氫等離子體中的電子有效碰撞頻率、電子數(shù)密度、外加磁場強(qiáng)度以及電磁波傳播方向與外加靜磁場之間的夾角，就能夠?qū)崿F(xiàn)碳納米管氫等離子體對(duì)特定頻段微波