碳奈米管的優點有哪些,什麼是碳奈米管?

2023-04-26 22:30:11 字數 2476 閱讀 2424

1樓:帥帥一炮灰

碳奈米管具有高模量和高強度。

碳奈米管具有良好的力學效能,cnts抗拉強度達到50~200gpa,是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6,至少比常規石墨纖維高一個數量級;它的彈性模量可達1tpa,與金剛石的彈性模量相當,約為鋼的5倍。對於具有理想結構的單層壁的碳奈米管,其抗拉強度約800gpa。碳奈米管的結構雖然與高分子材料的結構相似,但其結構卻比高分子材料穩定得多。

碳奈米管是目前可製備出的具有最高比強度的材料。若將以其他工程材料為基體與碳奈米管制成複合材料, 可使複合材料表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性及各向同性,給複合材料的效能帶來極大的改善。

碳奈米管的硬度與金剛石相當,卻擁有良好的柔韌性,可以拉伸。在工業上常用的增強型纖維中,決定強度的一個關鍵因素是長徑比,即長度和直徑之比。材料工程師希望得到的長徑比至少是20:

1,而碳奈米管的長徑比一般在1000:1以上,是理想的高強度纖維材料。2023年10月,美國賓州州立大學的研究人員稱,碳奈米管的強度比同體積鋼的強度高100倍,重量卻只有後者的1/6到1/7。

碳奈米管因而被稱「超級纖維」。

2樓:匿名使用者

碳奈米管是一維奈米材料,重量輕,六邊形結構連線完美,具有許多優越的力學、電學和化學效能。碳奈米管的獨特結構決定了它具有許多比較特殊的物理和化學性質。組成碳奈米管的 c=c 共價鍵是自然界中最穩定的化學鍵,所以使得碳奈米管具有非常優越的力學效能。

理論計算顯示,碳奈米管具有極高的強度和極大的韌性。其楊氏模量理論估計值可達 5tpa。科學家首次利用 tem 測量了溫度從室溫到 800 度變化範圍內多壁碳奈米管的均方振幅,從而推匯出多壁碳奈米管的平均楊氏模量約為 1.

8tpa。碳奈米管無論是強度還是韌性,都遠遠優於任何纖維,被認為是未來的「超級纖維」。科學家預言碳奈米管可能成為一種新型的高強度碳纖維材料,既具有碳素材料的特有本性,又具有金屬材料的導電和導熱性,陶瓷材料的耐熱和耐腐蝕性,紡織纖維的可編織性,以及高分子材料的輕質、易加工性。

將碳奈米管作為複合材料可以表現出良好的強度、彈性、抗疲勞性,可以**碳奈米管的加入將可能給複合材料效能帶來一次質的飛躍。用奈米管制作複合材料的研究首先是在金屬基上進行的,如:fe/碳奈米管、al/碳奈米管、ni/碳奈米管、cu/碳奈米管等。

近年來,碳奈米管複合材料的研究重心已轉移到高分子/碳奈米管複合材料方面,如在輕質高強度的材料中,使用碳纖維作為增強材料,碳奈米管的機械效能及其小的直徑和大的長徑比將會帶來更好的效果。

什麼是碳奈米管?

3樓:末陽學長

碳奈米管(carbon nanotube, cnt)是由碳原子二維六方晶格組成的一類奈米材料,其向一個方向彎曲並結合形成中空圓柱體。碳奈米管是碳的同素異形體之一,介於於富勒烯(fullerene,0維)和石墨烯(graphene,2維)之間。除了這些單壁碳奈米管(single-wall carbon nanotube, swcnts),該名稱也用於由兩個或多個巢狀奈米管組成的多壁(multiwall carbon nanotube, mwcnt)變體,或捲成如卷軸般的多層石墨烯狀條帶。

單個奈米管通過相對較弱的範德華力自然地排列成保持在一起的「繩子」。雖然人們可以構建其他成分的奈米管,但大多數研究都集中在碳奈米管上;因此「碳」限定詞通常是隱式的,名稱縮寫為nt、swnt和mwnt。碳奈米管的大多數研究和應用都集中在管子上,管子的周長從幾個石墨烯電池到幾百個電池,這意味著管子的直徑約為。

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4樓:哈哈hiahiahia滑稽隊長

碳奈米管作為一維奈米材料,重量輕,六邊形結構連線完美,具有許多異常的力學、電學和化學效能。近些年隨著碳奈米管及奈米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現出來。

碳奈米管,又名巴基管,是一種具有特殊結構(徑向尺寸為奈米量級,軸向尺寸為微米量級,管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳奈米管主要由呈六邊形排列的碳原子構成數層到數十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離,約0.

34nm,直徑一般為2~20 nm。並且根據碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳奈米管具有手性,而鋸齒形和扶手椅型碳奈米管沒有手性。

2023年10月27日,世界衛生組織國際癌症研究機構公佈的致癌物清單初步整理參考,碳奈米管,多壁mwcnt-7在2b類致癌物清單中。

5樓:潛力新材料

碳奈米管(carbon nanotubes,cnt)是由六邊形排列的碳原子構成的數層到數十層的同軸一維奈米材料,目前在電池導電劑中的應用佔其產量的一半以上。

相對於傳統的導電劑,碳奈米管導電劑新增量少,間接增加電池能量密度,使電池的充放電和迴圈效能得到有效提升。

經過近十年的推廣,碳奈米管在鋰電池行業中的使用已經越來越普及,除了應用於動力電池外,在數碼電池裡碳奈米管導電劑也開始使用。

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