碳納米管的制備、純化和場發(fā)射計算.pdf

1、本文主要研究了碳納米管的制備、純化，對單壁碳納米管的場發(fā)射進行了計算。 自從上世紀90年代日本科學家飯島博士發(fā)現(xiàn)碳納米管以來，在全世界科技領域內(nèi)掀起了對碳納米管研究的高潮。特別是碳納米管的物性、制備方法以及應用前景已經(jīng)成為科技界熱點之一。 在綜述中介紹了碳納米管的結(jié)構，物理性質(zhì)以及應用，介紹了制備碳納米管的三種主要方法，即等離子體電弧法、激光蒸發(fā)法和碳氫化合物催化分解法。 在碳納米管的制備中，利用等離子體電弧法進

2、行制備，采用化學方法對得到的實驗樣品進行純化。實驗中，采用Fe、Co、Ni為催化劑，H<,2>和Ar為緩沖氣體，S為助長劑。為使實驗原料容易成塊狀，用球磨機對原料進行了處理，得到了預期的效果。在純化過程中，我們采用鹽酸以及硫酸加重鉻酸鉀兩個步驟來純化實驗得到的樣品。通過透射電鏡對純化前后的樣品檢測照片比對，得知純化實驗起到了較好的純化作用。從透射電鏡檢測照片觀察，碳納米管的分布比較均勻，管比較清晰，說明了碳納米管的制備和純化實驗獲得了成

3、功。 在單壁碳納米管的場發(fā)射計算中，從Maxwell電磁場理論出發(fā)，建立了物理模型、相應的數(shù)理方程及其邊界條件，對金屬型單壁碳納米管場發(fā)射陰極尖端附近的電場分布進行了理論推導，得到了電勢、電場強度以及場增強因子的解析表達式，為進行數(shù)值計算提供了必要的理論基礎。進而計算了不同長度和管徑單壁碳納米管的電勢和電場強度分布曲線，給出了不同幾何參數(shù)單壁碳納米管尖端附近的電場分布。分析得知，在單壁碳納米管半徑和長度一定的情況下，在管外隨與管