低压下酞菁裂解法制备定向碳纳米管阵列

在低压条件下以酞菁铁为原料, 采用独立双温控加热系统在石英玻璃基底上气相沉积制备了大面积准直性好和管径均匀的碳纳米管. 利用扫描电子显微镜(SEM/FESEM)和透射电子显微镜(TEM)研究了定向碳纳米管的生长形态和结构. 详细讨论了系统真空度、反应温度、气体流速及氢气和氩气的体积比例等参数对碳纳米管生长的影响, 并测试了该碳纳米管的场发射性能及超电容性能.     

粒径对激光驱动颗粒溅射动力学特征的影响

激光脉冲辐照材料靶面产生的等离子体的演化过程会对靶面施加一脉冲式冲击压.当被辐照的靶材为离散颗粒堆积物时,激光冲击压在靶面能够驱动颗粒发生溅射现象.本文选用中值直径分别为84, 109, 184,234μm且具有窄粒径分布的干燥石英砂堆积形成离散颗粒靶,并采用波长为1064 nm的Nd:YAG纳秒激光脉冲与其相互作用产生的冲击压驱动石英颗粒发生溅射,同时通过高速摄像机记录溅射过程,研究了粒径对激光驱动颗粒溅射动力学特征的影响.通过分析高速影像发现,激光驱动的颗粒溅射在时间尺度上可以分为两个特征明显的过程,即持续百微秒垂直于靶面方向的快速早期溅射过程和持续几十毫秒扇形颗粒帘结构的慢速后期溅射过程.前者对应的颗粒出射动能呈现出了随粒径的增加而增大的趋势,后者对应的沿径向扩张的帘底直径D随时间t的演化规律遵循点源模型的描述:D(t)=αt~β,系数α的拟合值随粒径的增加而减小,幂指数β的拟合值却呈现出了随粒径增加而增大的趋势.通过细致考虑粒径依赖的颗粒在气流中的冲量耦合效率,以及粒径依赖的激光与颗粒靶相互作用产生的等离子体特征,对以上实验观察给予了合理的解释.本研究加深了人们对激光驱动颗粒溅...     

基于应力波动的修正非局部流变模型

基于Pouliquen 提出的非局部流变模型,考虑颗粒流中某个位置重新排列引起的自激发过程,详细分析颗粒介质中应力波动幅值的概率密度分布形式以及剪切速率与体积分数的耦合作用,提出一种修正的非局部流变模型. 采用此修正非局部流变模型对斜面剪切颗粒流的流动特性进行了预测,颗粒流动的临界厚度、平均流动速度及剪切速率廓线的预测结果与实验结果定量吻合. 此修正模型的提出为复杂的密集颗粒流的描述和表征提供了一种新的研究思路.      

直立碳纳米管超级电容器的研究

在石英玻璃基底上,以酞菁裂解法低压气相沉积制备大面积管径均匀、长度一致的直立碳纳米管.分别应用电解质溶液浸润、酸处理和循环伏安扫描等3种不同方法纯化活化该直立碳纳米管,并以活化后的碳纳米管作为原型超级电容器的电极.循环伏安扫描和交流阻抗测试表明,CV曲线呈近似矩形,交流阻抗最大相位角超过80°,该直立碳纳米管的比电容为16~32F/g,乃超级电容器理想的电极材料.