阵列碳纳米管结构参数调控工艺研究
定向碳纳米管阵列，具有特殊的管状结构及电荷传输性能对高能电子具有优越的输运和准直特性，有望作为激光聚变快点火研究中的靶材，解决高能电子的传输问题。 本文采用化学气相沉积法制备了阵列碳纳米管薄膜，对阵列碳纳米管薄膜的各项结构参数进行了系统研究。利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对样品形貌以及结构进行了表征。研究了催化剂浓度、载气流速、生长时间对阵列碳纳米管薄膜厚度的影响，并探讨了其影响机理，结果发现，在相同的生长时间和一定的催化剂浓度范围内，阵列碳纳米管的薄膜厚度随催化剂浓度提高而增加;在生长时间相同时，阵列碳纳米管薄膜厚度随载气流速的增加而降低，且下降趋势近似为线性;随着生长时间的增长，阵列碳纳米管薄膜的厚度也随之增加，且在前60min生长速度最快达到24μm/min，60min之后生长速度减缓。通过对石英基底进行处理，制备得到了不同宏观取向的阵列碳纳米管，以及“中”字图形的阵列碳纳米管薄膜。此外，本文还研究了催化剂浓度、生长基底位置、载气流速、进液速度、生长温度对阵列碳纳米管定向性及石墨化程度的影响，并探讨了其影响机理，结果发现，当载气流速为3.01/min，进液速度为0.3ml/min，生长温度为850℃时生长的阵列碳纳米管定向性与石墨化程度较为优异。另外，本文研究了进液速度、生长基底位置、催化剂浓度对阵列碳纳米管面密度的影响，并探讨了其影响机理。最后研究了不同生长基底位置、不同CO2氧化时间对阵列碳纳米管径厚比的影响，并探讨了其影响机理，结果发现，CO2对碳纳米管管壁有一定的氧化刻蚀作用，随着CO2对碳纳米管氧化时间的增加，碳纳米管的管壁逐渐变薄，碳纳米管的直径逐渐减小。 本文对阵列碳纳米管各项结构参数的调控研究，对理论模拟结果的验证以及对理论模型的修正有着一定的指导意义。
碳纳米管阵列;结构参数;调控工艺;化学气相沉积;形貌表征
西南科技大学
硕士
材料物理与化学
唐永建;王朝阳
2013
中文
TB383;TN304.18
74
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）