定向碳纳米管/炭纳米复合材料形貌和显微结构

• 作者: 吴建军 巩前明 李志 梁吉 熊翔 王野 黄伯云 黄启忠
• 来源期刊: 新型炭材料
• 学科: 工学
• 关键词: 定向碳纳米管 炭/炭 热解炭 纳米复合材料 微观结构
• 年，卷（期）: 2010,（5）
• 页码范围: 335-342
• 分类号: TB332
• 字数: 4390字
• 语种: 中文

摘要

以CVD法定向碳纳米管(ACNTs)阵列为骨架,利用化学气相渗透(CVI)工艺制备了新型定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料.通过偏光金相显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱等分析方法对其显微结构和热解炭沉积机理进行了研究.结果表明: 所制ACNT/C纳米复合材料的热解炭结构主要为类粗糙层结构,围绕碳纳米管生长的热解炭石墨层片结构清晰,并且碳纳米管和热解炭之间具有良好的界面结合;而在相同工艺条件下围绕炭纤维生长的热解炭为典型的光滑层结构.这可能是由于在热解炭沉积过程中存在碳纳米管"诱导"沉积过程,即沿着碳纳米管径向的离域化共轭π键和具有类似结构的芳香族大分子通过π-π非共价键作用相结合,并在CNTs纳米尺寸的影响下,芳香族大分子按照"软取向"(Soft epitaxy)围绕碳纳米管生成环形层片状类石墨结构的热解炭.该研究结果有望为热解炭的可控沉积起到一定的借鉴作用.