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《湖南大学》 2005年
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碳纳米管对电磁波吸收特性的研究

汪洁洋  
【摘要】:新一代吸波隐身材料要求具有吸收强、宽频带、质量轻、厚度薄、功能多、红外微波吸收兼容以及优良的其它综合性能。碳纳米管所具有的独特的力学、电学和磁学性能以及电磁吸波特性,使其作为吸波材料具有广泛的应用前景。 本文首先从吸波材料的隐身机理出发阐述了碳纳米管的电磁波吸收特性。从碳的价键结构、碳纳米管与石墨的渊源关系入手,对碳纳米管的原子结构、Brillouin区的特点,以及金属型或半导体型的条件进行了系统的探讨。研究了紧束缚模型下完善碳纳米管、环状碳纳米管计入磁场作用的手性SWNTs和手性TCNTs的电子能量色散(状态)关系。以及完善的手性SWNTs和第Ⅰ、Ⅱ类TCNTs的能隙随外磁场变化出现以Φ_i=Φ_0(h/e)为周期的金属——半导体连续转变现象,这是对碳纳米管吸波影响明显的AB效应。 碳纳米管对电磁波的吸收机理比较复杂,从可见光到红外波段,碳纳米管都有良好的吸波特性。对其吸波机理的研究表明:对可见光的吸收对应于能带的带间跃迁,而对于红外波段的吸收对应于呼吸振动模的激发。我们从晶格振动与电磁波直接相互作用的条件入手,介绍了SWNTs中原子的振动模式及Raman散射。重点研究了SWNTs对红外光的吸收机理,关于呼吸振动模,建立了一个理论模型,并分析了呼吸振动模的频率与碳纳米管参数的依赖关系,进行了数值计算。对微波吸收机理也进行了探讨,详细介绍了碳纳米管微波吸收材料的实验研究结果。 根据手性电磁理论,碳纳米管的本征手性模型和螺旋结构模型会产生毫米波段或厘米波段的吸收。碳纳米管的手性明显增强了材料的吸波性能。我们探讨了手性材料以及手性碳纳米管的吸波机理,以及如何通过调整其手性参数来实现宽频吸波。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB383.1

【引证文献】
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1 吴红焕;王晓艳;张玲;朱冬梅;周万城;;碳纤维吸波材料的研究进展[J];材料导报;2007年05期
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1 王雯;碳基复合吸波材料的制备及性能研究[D];山东大学;2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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5 黄绍平;碳纳米管实用的路还远吗?[N];中国电子报;2001年
6 记者 谢昭萍 特约记者 肖萍;我国碳纳米管截短技术获得突破[N];中国化工报;2004年
7 记者 薛冬 通讯员 谭少容;我国率先实现碳纳米管产业化[N];光明日报;2001年
8 本报记者 薛冬 通讯员 谭少容;碳纳米管身价何以远高于黄金[N];光明日报;2001年
9 黄中;碳纳米管及其应用[N];中国知识产权报;2001年
10 冯卫东;数百米超长碳纳米管面世[N];科技日报;2009年
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9 秦瑞红;气体膨胀液体的热力学性质研究及其在碳纳米管功能化修饰中的应用[D];郑州大学;2010年
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