碳納米管的制備、純化和場發(fā)射計(jì)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(jìn)行了計(jì)算。 自從上世紀(jì)90年代日本科學(xué)家飯島博士發(fā)現(xiàn)碳納米管以來，在全世界科技領(lǐng)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(yīng)用前景已經(jīng)成為科技界熱點(diǎn)之一。 在綜述中介紹了碳納米管的結(jié)構(gòu)，物理性質(zhì)以及應(yīng)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?xì)浠衔锎呋纸夥ā?在碳納米管的制備中，利用等離子體電弧法進(jìn)

2、行制備，采用化學(xué)方法對得到的實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行純化。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原料容易成塊狀，用球磨機(jī)對原料進(jìn)行了處理，得到了預(yù)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(gè)步驟來純化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)獲得了成

3、功。 在單壁碳納米管的場發(fā)射計(jì)算中，從Maxwell電磁場理論出發(fā)，建立了物理模型、相應(yīng)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(jìn)行了理論推導(dǎo)，得到了電勢、電場強(qiáng)度以及場增強(qiáng)因子的解析表達(dá)式，為進(jìn)行數(shù)值計(jì)算提供了必要的理論基礎(chǔ)。進(jìn)而計(jì)算了不同長度和管徑單壁碳納米管的電勢和電場強(qiáng)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