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《碳納米管水泥基復(fù)合材料研究進(jìn)展_王寶民》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、王寶民等:碳納米管水泥基復(fù)合材料研究進(jìn)展1碳納米管水泥基復(fù)合材料研究進(jìn)展王寶民,宋凱(大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部,遼寧大連116024)=摘要>碳納米管是近幾年國際新材料領(lǐng)域的研究前沿和熱點(diǎn),作者結(jié)合自己的研究詳細(xì)綜述了碳納米管水泥基復(fù)合材料的國內(nèi)外研究進(jìn)展,分析了當(dāng)前研究中存在的問題、碳納米管水泥基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景,并就今后研究的方向給出了建議。=關(guān)鍵詞>碳納米管;多壁碳納米管;水泥基復(fù)合材料=中圖分類號>TU599=文獻(xiàn)標(biāo)識碼>A=文章編號>1001-6864(2011)05-0001-04RESEARCHPR
2、OGRESSOFCARBONNANOTUBESCEMENT-BASEDCOMPOSITEMATERIALSWANGBao-min,SONGKai(FacultyofInfrastructureEngineering,DalianUniv.ofTech.,LiaoningDalian116024,China)Abstract:Carbonnanotubesareresearchfrontiersandhotspotsinthefieldsofnewmaterialsinre-centseveralyears1Thispaper
3、summarizedtheresearchprogressofcarbonnanotubescement-basedcom-positesmaterialsindetai,lpointedouttheexistingproblemsofcurrentresearchs,thedevelopmenttend-encyinthefutureandpossibleapplicationsforcarbonnanotubescemen-tbasedcompositematerialsarealsodiscussed1Keywords
4、:carbonnanotubes;mult-iwalledcarbonnanotubes;cemen-tbasedcomposite1概述法主要有電弧放電法、激光蒸發(fā)法和催化熱解法等,其中催碳納米管(Carbonnanotubes,以下簡稱CNTs)是1991年化熱解法由于具有反應(yīng)過程易于控制、適用性強(qiáng)、制備方法[1]簡便、產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于制備碳納米由日本電鏡學(xué)家Lijima在用電弧法制備C60的過程中首[5]次發(fā)現(xiàn)的,經(jīng)理論研究發(fā)現(xiàn),在力學(xué)上,CNTs的楊氏模量大管。水泥基材料是最常見的工程材料,但是由于
5、其抗拉約為1TPa,單壁碳納米管(SWNTs)的屈服應(yīng)力高達(dá)20~強(qiáng)度低,韌性差,在工程中經(jīng)常產(chǎn)生大量的裂縫,嚴(yán)重的影[2-4]響了結(jié)構(gòu)的耐久性,所以水泥基材料的增韌一直是大家關(guān)60GPa,屈服應(yīng)變可達(dá)10%。此外,它還具有質(zhì)輕、高強(qiáng)(多壁碳納米管MWNTs最外層的拉伸強(qiáng)度超過鋁的100注的問題,高性能水泥基復(fù)合材料很好的改善了水泥基材倍)、高耐熱性、高表面積(1000:1或?qū)伪谔技{米管更高)、料的韌性,而碳納米管由于其優(yōu)異的性能也必然成為增強(qiáng)可撓曲、表面曲度大等特異性能,碳納米管無論是強(qiáng)度還是水泥基材料中很有潛力的一員。
6、本文主要介紹碳納米管在韌性,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它任何纖維,因此對CNTs的研究及其水泥基材料的研究狀況。應(yīng)用一直是國際學(xué)術(shù)界的前沿和熱點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同,碳納米管可分為單壁碳納米管(SWNTs)和多壁碳納米管(MWNTs)兩種,SWNTs價格昂貴,一般用于場發(fā)射平板顯示器和傳感器等領(lǐng)域,而MWNTs造價相對較低,目前已有大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用,一般用于增強(qiáng)復(fù)合材料的研究,研究較多的基體材料有聚合物基、金屬基及陶瓷基,有關(guān)增強(qiáng)混凝土等水泥基復(fù)合材料的研究很少,目前正處于起步和摸索階段。單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)如圖1所示。2碳納米管水泥基復(fù)合材料研
7、究進(jìn)展碳納米管作為納米材料中最具潛力的材料之一,其制211國外備工藝的研究得到了廣泛關(guān)注。目前,碳納米管的制備方碳納米管復(fù)合材料在國內(nèi)外已有一定的研究,然而與[基金項目]國家/十一五0科技支撐計劃重大項目(2006BAJ04A04-03);遼寧省高等學(xué)校科研項目(LS2010045);遼寧省博士科研啟動基金(20101017);大連市科學(xué)技術(shù)基金(2009J22DW032)2低溫建筑技術(shù)2011年第5期(總第155期)其它基體材料不同,碳納米管水泥基復(fù)合材料很少有研究果,結(jié)果表明,經(jīng)過合適的表面活性劑及超聲處理,采用高[6,
8、7]報道,近幾年有相關(guān)學(xué)者對碳納米管水泥基材料的力學(xué)速勻質(zhì)攪拌,能實(shí)現(xiàn)MWNTs在水泥基體中的高度勻質(zhì)分性能、電學(xué)性能等有了初步的探索性研究,加拿大學(xué)者Jon散,CNTs甚至能以單獨(dú)個體存在;采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)彎曲Makar等人是碳納米管增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的第一批研究法獲得MWNTs/C
