基于MEMS的碳納米管力學測試平臺及關鍵技術研究.pdf

1、1991年人類首次用電弧蒸發(fā)法合成了碳納米管，其優(yōu)異的力學性質(zhì)使得它在材料科學、航空航天和生物醫(yī)療等諸多領域具有廣泛的應用前景。但是由于碳納米管的尺度很小，直徑一般在納米級，長度在微米級，對其進行直接的測試比較困難，許多關于碳納米管力學性質(zhì)的結論都是由理論計算或間接的實驗研究得出，而且采用不同的研究方法得出的結果大相徑庭。為此，本文設計了一種直接用于對碳納米管力學性能測試的方法和平臺。還對測試過程中的關鍵問題，碳納米管的夾持技術進行了研

2、究。 本文分析了碳納米管力學性能與其結構的關系，歸納了碳納米管力學性能測試模型和方法的特點。闡述了MEMS 技術、掃描探針技術和原子力顯微技術在碳納米管實驗中的應用。結合已有的研究成果，提出了用六自由度微小平臺實現(xiàn)碳納米管直接測試的方法，設計了基于MEMS 技術的六自由度微小樣品測試平臺的結構。探討了該平臺微位移的驅(qū)動方式，設計出了直線微位移和角微位移驅(qū)動器。本文還建立了在微小測試平臺上對碳納米的管裝夾力學模型，即采用靜電力探針