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单壁碳纳米管的溶液法取向研究

单壁碳纳米管的溶液法取向研究

作者：赵丹东华大学

学位级别：硕士

碳纳米管(CNTs)作为一种典型的一维纳米材料,其轴向性能优于径向性能,具有显著的各向异性,但由于器件构造通常需要排列整齐、高度有序的结构,因此,对于CNTs的应用来说,其取向排列问题显得尤为重要。目前CNTs的取向方法主要有化学气相沉... 详细信息

碳纳米管(CNTs)作为一种典型的一维纳米材料,其轴向性能优于径向性能,具有显著的各向异性,但由于器件构造通常需要排列整齐、高度有序的结构,因此,对于CNTs的应用来说,其取向排列问题显得尤为重要。目前CNTs的取向方法主要有化学气相沉积法和溶液法,溶液法由于成本低,易于操作而被广泛研究。本文研究了交流介电泳(AC-DEP)、真空抽滤以及马兰戈尼效应取向CNTs。具体内容如下:交流介电泳取向单壁碳纳米管:采用羧基(-COOH)、羟基(-OH)基团功能化的CNTs,分散在水溶液中,比较了它们在AC-DEP技术下组装的有序CNTs链的形貌。使用超景深显微镜观察,将CNTs链的形成分为三个基本阶段:链的形成、链的生长和链的增长。有序CNTs链在被破坏后的很短时间内能够实现电愈合,将这个过程命名为“CNTs链的电致愈合”。另外,单个CNTs链可以作为一个电路中导线的一部分,在水溶液中点亮LED,说明DEP技术也可以应用于湿电路中。这对CNTs的宏观组装、制备具有多尺度结构和功能的碳基电子设备提供了独特的思路。真空抽滤法取向单壁碳纳米管:采用脱氧胆酸钠作为表面活性剂,水作为分散剂分散CNTs,对分散液的稳定性进行了研究,发现在12.5～100μg/m L的范围内,浓度越高越稳定。对比、分析沟道辅助的真空抽滤法和利用静电斥力改进的真空抽滤法制备的CNTs膜的形貌和取向机理,孔径小的滤膜会在抽滤过程中产生较大的阻力而使得抽滤速度减慢,CNTs有足够的时间发生重排。与沟道辅助的真空抽滤法相比,通过加入PVP引入负电从而产生静电斥力辅助的CNTs可以实现更加有序的取向排列。测试了制备的CNTs膜的导电性,静电斥力辅助的真空抽滤法制备的CNTs膜的导电能力是普通抽滤法的十倍,这对于CNTs导电性的提升提供了新的思路和方法。马兰戈尼法取向单壁碳纳米管:采用易于挥发的异丙醇作为分散剂,制备CNTs的异丙醇分散液,使用马兰戈尼效应成功组装了取向的CNTs,将其转移至基底上进行扫描电镜、二维X射线散射、导电性等一系列的研究,发现其具有微米级的取向。制备柔性的CNTs复合膜应用于心电信号的检测,与未取向的CNTs复合膜相比,取向的CNTs复合膜作为电极所测得的心电信号中的P波、QRS波群以及T波可以清晰辨别,单个信号的幅值比未取向的CNTs复合膜高出0.1m V。这为马兰戈尼效应的进一步应用拓宽了领域,对于CNTs在柔性电子设备中的应用提供了新的方法。

关键词：碳纳米管分散溶液法取向

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取向结构和梯度分布医用材料的制备及应用

化学进展 2011年第12期23卷 2550-2559页

作者：邢东明马列高长有教育部高分子合成与功能构造重点实验室浙江大学高分子科学与工程学系杭州310027

组织器官缺损或功能损失是人类健康所面临的重大危害,具有特定结构和组成的再生医学材料是实现组织再生与修复的关键和物质基础。本文对具有取向结构和梯度分布的再生医学材料的制备方法及其生物学性能进行了综述。与传统的再生医学材... 详细信息

组织器官缺损或功能损失是人类健康所面临的重大危害,具有特定结构和组成的再生医学材料是实现组织再生与修复的关键和物质基础。本文对具有取向结构和梯度分布的再生医学材料的制备方法及其生物学性能进行了综述。与传统的再生医学材料相比,取向结构使得细胞在支架中呈取向分布和生长,有利于营养物质及代谢产物的传递,可用于构建具有取向结构的三维组织。具有物理性能、化学组成、生物因子梯度分布的再生医学材料能够调控细胞在梯度方向的黏附、迁移和分化等行为。基于仿生学原理设计的具有取向结构和梯度分布的再生医学材料为缺损组织或器官的再生与修复提供了更适宜的微环境,可望获得更出色的再生修复效果。

关键词：支架取向梯度再生医学

分子动力学模拟研究烷基修饰石墨烯表面上烷基在正构烷烃取向时的折叠行为

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分子动力学模拟研究烷基修饰石墨烯表面上烷基在正构烷烃取向时的...

作者：石军霞天津师范大学

学位级别：硕士

研究修饰石墨烯的烷基的取向和折叠行为,对于功能性材料的应用有重要意义,可以赋予复合材料新颖的性能。本文采用分子动力学模拟的方法研究了功能化石墨烯表面上正构烷基在烷烃取向限制下的折叠行为。具体研究内容如下:1.首先讨论了在... 详细信息

研究修饰石墨烯的烷基的取向和折叠行为,对于功能性材料的应用有重要意义,可以赋予复合材料新颖的性能。本文采用分子动力学模拟的方法研究了功能化石墨烯表面上正构烷基在烷烃取向限制下的折叠行为。具体研究内容如下:1.首先讨论了在正构烷烃限制下的修饰石墨烯表面的不同烷基的折叠行为。研究发现不同长度的烷基折叠行为不同,烷基的行为由烷烃链和石墨烯表面共同控制,烷基的折叠经历吸附和取向两个基本过程。随着烷基长度的增加,最大折叠数目和折叠区域增加。有序的烷烃链使烷基平行于烷烃链取向,并且烷基的折叠长度约为烷烃链的直链长度。2.烷烃长度和模拟温度对烷基在石墨烯表面的取向行为影响较大。在短烷烃限制下的烷基垂直于石墨烯表面取向。长烷烃限制下的烷基平行于石墨烯表面取向。烷基在相对低温下更容易发生折叠。受限烷基的最大折叠次数会随着烷烃链长度的增加而减小。烷烃链分子在石墨烯表面上形成垂直有序结构并采用伸直构象时,烷基的折叠长度几乎等于烷烃链的伸直长度。

关键词：分子动力学模拟烷基石墨烯取向链折叠

取向碳纳米管/聚碳酸酯复合材料力学及摩擦性能的分子动力学模拟

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取向碳纳米管/聚碳酸酯复合材料力学及摩擦性能的分子动力学模拟

作者：卢宏荣南昌大学

学位级别：硕士

聚碳酸酯（PC）被应用在齿轮、蜗轮、轴套等耐磨零件时,常需要进行耐磨处理。而碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）作为一种高长径比、高比表面积的纳米材料,在其轴向表现出优异的力学性能且常作为纳米增强填料与其它基体材料共混,能有... 详细信息

聚碳酸酯（PC）被应用在齿轮、蜗轮、轴套等耐磨零件时,常需要进行耐磨处理。而碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）作为一种高长径比、高比表面积的纳米材料,在其轴向表现出优异的力学性能且常作为纳米增强填料与其它基体材料共混,能有效改善基体材料的多项性能。通过分子动力学模拟探究取向碳纳米管/聚碳酸酯复合材料的力学及摩擦性能,并从微观角度解释其作用机理,这是宏观实验往往难以做到的。为了探究碳纳米管在PC基体中的取向性对PC基体的力学及摩擦性能的影响及其微观机理,本文基于分子动力学的方法构建了三种体系模型。第一,拉伸模型:对纯PC体系和取向单壁碳纳米管（SWNT）/PC复合体系分别沿不同方向进行拉伸。第二,碳纳米管拔出模型:不同直径、长度碳纳米管被从PC基体中拔出。第三,摩擦模型:摩擦模型是在笛卡尔坐标系下构建的三层结构,顶层为用于滑动摩擦,中层为被摩擦体系,底层用于吸附固定被摩擦体系。被摩擦体系包括纯PC基体、X取向单壁碳纳米管（X-SWNT）/PC复合材料、Y取向单壁碳纳米管（Y-SWNT）/PC复合材料和Z取向单壁碳纳米管（Z-SWNT）/PC复合材料。模拟结束后,从体系中提取PC分子链与碳纳米管之间的相互作用和势能变化以及PC分子链的迁移行为等数据。研究结果表明:PC分子链在受到外力时可向碳纳米管转移应力,从而增强基体力学性能。因此,取向SWNT/PC复合材料的力学及摩擦性能相对纯PC基体均得到提高,而性能提升程度取决于不同取向碳纳米管转移应力的能力。同时,碳纳米管与PC基体的界面结合强度与碳纳米管长度无关,但随碳纳米管的直径增大而增强。摩擦模拟与力学拉伸模拟不同,摩擦过程中发生了较严重的界面破坏,且该破坏程度越大的体系摩擦性能越差,而该破坏程度与碳纳米管的取向有关。同时,碳纳米管与PC基体之间的界面相互作用主要为范德华（VDW）相互作用。

关键词：聚碳酸酯碳纳米管分子动力学取向拉伸摩擦

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高纯铜靶材微观组织与取向的EBSD分析

金属热处理 2020年第1期45卷 199-202页

作者：张丽民张智慧左玉婷王书明杜风贞国标(北京)检验认证有限公司北京101407 国合通用测试评价认证股份公司北京101407

将99. 99%的高纯铜靶材进行了600℃、55%变形量的热轧,并分别在280、300和320℃退火2 h;采用EBSD技术对不同退火温度高纯铜靶材的晶粒尺寸、取向分布和孪晶等的演变进行了研究。结果表明:在600℃进行轧制,晶粒可充分破碎,相对于280℃退... 详细信息

将99. 99%的高纯铜靶材进行了600℃、55%变形量的热轧,并分别在280、300和320℃退火2 h;采用EBSD技术对不同退火温度高纯铜靶材的晶粒尺寸、取向分布和孪晶等的演变进行了研究。结果表明:在600℃进行轧制,晶粒可充分破碎,相对于280℃退火,320℃退火的晶粒更为均匀,其孪晶含量降低了14%;轧制过程中,高纯铜易于形成取向,随退火温度从280℃升高到320℃,取向逐渐降低,取向呈现出增强的趋势。说明320℃退火有利于得到均匀细小的晶粒、较低的孪晶含量和趋于一致的取向分布。

关键词：高纯铜靶微观组织晶粒尺寸取向孪晶

镁单晶沿不同取向压缩的变形机制分子动力学研究

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塑性工程学报 2018年第6期25卷 202-207页

作者：刘钊李亨周恒徐圆义石文超合肥工业大学安徽省航天结构件成形及装备重点实验室安徽合肥230009 武汉华星光电半导体显示技术有限公司湖北武汉430070 合肥工业大学工业与装备技术研究院安徽合肥230009 铜陵有色股份铜冠黄铜棒材有限公司安徽铜陵244001

基于分子动力学理论,建立沿C轴以及(垂直C轴)方向进行单轴压缩的模型,结合两种模型的应力-应变曲线,分析镁单晶沿不同取向压缩的微观变形机制。结果表明,沿C轴压缩时模型的压缩弹性模量较大,说明该取向难变形。且该模型先发生基面不全... 详细信息

基于分子动力学理论,建立沿C轴以及(垂直C轴)方向进行单轴压缩的模型,结合两种模型的应力-应变曲线,分析镁单晶沿不同取向压缩的微观变形机制。结果表明,沿C轴压缩时模型的压缩弹性模量较大,说明该取向难变形。且该模型先发生基面不全位错滑移(柏氏矢量b1^→=1/3)以及锥面位错滑移(柏氏矢量b2=1/6),其次在位错畸变区形核产生{1011}孪晶。此外,在晶体内部观察到两种不同类型的{1011}孪晶变体。沿垂直C轴方向压缩过程中,首先会形成大量的紊乱点,为位错以及孪晶的产生提供形核点。进一步加载时,会出现{1012}孪生过程,且{1012}孪晶迅速吞噬基体,模型变为沿C轴方向压缩变形,最后在位错堆积的畸变区形核生成{1011}二次孪晶。

关键词：镁单晶取向塑性变形机制孪生分子动力学

短时氧化对定向凝固高温合金不同取向腐蚀性能的影响

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材料工程 2016年第7期44卷 78-87页

作者：马洛宁王天佑张峥北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100191

为了研究定向凝固高温合金不同取向氧化前后的常温腐蚀性能,选择镍基高温合金DZ125和钴基高温合金DZ40M在1050℃下进行不同时间的短时氧化,研究合金不同取向的氧化行为;对氧化前后合金在3.5%NaCl溶液中进行电化学实验,研究氧化对定向凝... 详细信息

为了研究定向凝固高温合金不同取向氧化前后的常温腐蚀性能,选择镍基高温合金DZ125和钴基高温合金DZ40M在1050℃下进行不同时间的短时氧化,研究合金不同取向的氧化行为;对氧化前后合金在3.5%NaCl溶液中进行电化学实验,研究氧化对定向凝固高温合金不同取向常温腐蚀性能的影响。结果表明:定向凝固高温合金晶界或亚晶界附近容易发生局部腐蚀,纵截面晶界和亚晶界面积分数小,因此耐蚀性优于横截面;与合金横截面相比,纵截面晶界结构不利于扩散,故其氧化速率小于横截面;短时氧化后在合金表面生成分层结构的氧化物,对合金起到保护作用,一定程度上提高耐蚀性。

关键词：定向凝固高温合金短时氧化腐蚀性能取向

取向易面型羰基铁复合物在超高频RFID天线中的应用研究

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磁性材料及器件 2019年第2期50卷 15-19,70页

作者：王典汪小明杨晨王国武张峻铭乔亮王涛李发伸兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室甘肃兰州730000 广州金南磁性材料有限公司广东广州510000 兰州大学信息科学与工程学院甘肃兰州730000

基于如何实现超高频RFID天线的小型化及拓宽带宽这一课题进行研究,以球状羰基铁为原料,采用湿法球磨工艺对其进行扁平化处理,使其具有易磁化面,通过磁场取向工艺对磁粉/橡胶复合物进行取向,使复合物中磁粉的易磁化面平行排列。电磁参数... 详细信息

基于如何实现超高频RFID天线的小型化及拓宽带宽这一课题进行研究,以球状羰基铁为原料,采用湿法球磨工艺对其进行扁平化处理,使其具有易磁化面,通过磁场取向工艺对磁粉/橡胶复合物进行取向,使复合物中磁粉的易磁化面平行排列。电磁参数测量结果显示,复合物在880 MHz磁导率实部达到7.77,磁损耗因子为0.18,介电常数实部为11.08,介电损耗因子仅为0.01。通过CST工作室套装(CST)软件模拟该复合物作为天线的发射特性,模拟结果发现,其对应的中心发射频率在880 MHz,回波损耗达到-14.5 dB,小于-10 dB的有效发射带宽为94 MHz,同时天线尺寸较非磁性天线有大幅度缩减。

关键词：羰基铁易磁化面取向微带贴片天线电磁参数

取向、生成与启示:对马克思主义公民观的审视

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福建论坛（人文社会科学版） 2017年第12期 128-133页

作者：洪书源闽江师范高等专科学校福建福州350108

马克思主义公民观是对资本主义传统公民观的扬弃,其在价值取向上具有未来指向性引领并且超越资本主义公民观,并最终实现国家权力与公民权利的复归;但是,就其实践层面而言,马克思主义公民观也是特定时期政治实践的产物,从而在其生成层面... 详细信息

马克思主义公民观是对资本主义传统公民观的扬弃,其在价值取向上具有未来指向性引领并且超越资本主义公民观,并最终实现国家权力与公民权利的复归;但是,就其实践层面而言,马克思主义公民观也是特定时期政治实践的产物,从而在其生成层面上表现为一种实然性。马克思主义公民观的未来取向性和实然性之间的辩证关系统一于人们的政治实践过程。这启示我们在进行马克思主义公民观教育的同时,必须发挥马克思主义的批判精神、坚持集体主义的总原则,从而彰显马克思主义理论的当代价值。

关键词：马克思主义公民观取向生成:启示