碳纳米管吸波材料的研究现状与展望
碳纳米管技术的现状与应用前景
碳纳米管技术的现状与应用前景碳纳米管是由纯碳组成的一种纳米管结构，具有极高的强度、导电性和导热性，还具有独特的光电性质和分子识别能力。
因此，在众多纳米材料中，碳纳米管被认为是一种极具潜力的新型材料。
本文将介绍碳纳米管技术的现状和应用前景。
一、碳纳米管技术的现状碳纳米管的制备技术主要有两种方法：一种是化学气相沉积法（CVD），另一种是溶液法。
其中，化学气相沉积法是目前最主要的碳纳米管制备方法。
化学气相沉积法通过气氛中的化学反应将碳原子沉积在基底上，这种方法可以控制碳纳米管的直径、长度和取向。
此外，化学气相沉积法还可以控制碳纳米管的外径和内径，从而调节其电学和机械性能。
虽然化学气相沉积法具有很高的制备效率和生产能力，但同时也存在巨大的成本和环境污染问题，限制了其在工业领域的应用。
溶液法是另一种常用的碳纳米管制备方法，其主要包括化学还原剂法、水热法、电沉积法等。
溶液法制备碳纳米管的优点是方法简单、成本低、环境友好，它可以大规模生产碳纳米管，并得到高纯度和高品质的碳纳米管，但其制备效率和生产能力还需要进一步提高。
二、碳纳米管技术的应用前景碳纳米管具有极高的强度、导电性和导热性，还具有独特的光电性质和分子识别能力，因此有着广泛的应用前景。
1. 新一代电子器件碳纳米管可以制成纳米电子器件，如纳米场效应晶体管、纳米透明导电膜、纳米光电探测器、纳米场发射器等，具有非常好的性能表现。
相比传统的硅基电子器件，碳纳米管器件具有更好的尺寸一致性和热稳定性，还具有更佳的电子传导性能和灵敏性。
2. 生命科学碳纳米管在生物医学方面具有广泛应用前景，如用于药物递送、疫苗制备、生物传感等。
碳纳米管具有高度的生物相容性和分子靶向性，可以用于开发高效、低毒的靶向药物，有效减少药物的副作用和毒性。
3. 材料科学碳纳米管具有出色的机械性能和导电性能，可以应用于制备各种高性能的材料，如碳纳米管增强的复合材料、高导电性银浆、导电性弹性体等。
碳纳米管材料的研究及其应用前景
碳纳米管材料的研究及其应用前景碳纳米管(Carbon nanotubes，CNTs)是由碳原子组成的一种空心管状结构材料，具有极高的强度、导电性和导热性。
由于它独特的物理和化学特性，自其发现以来，研究人员不断探索其广泛的应用前景。
本文将介绍碳纳米管材料的基本特性、制备方法以及其在电子、能源、生物医学和环境保护等领域的应用前景。
一、碳纳米管材料的基本特性碳纳米管具有以下几种基本特性：1.直径十分微小：CNTs的直径在1~100纳米之间。
这使得CNTs具有很高的比表面积，能够增加与其他材料的接触面积。
2.极高的强度：CNTs的强度是其他材料的1~10倍，而重量却非常轻。
3.优异的导电性：CNTs的电阻率约为铜的1/10，可作为电子器件的理想材料。
4.高导热性：CNTs的导热性是铜的1.5倍。
5.化学惰性：由于碳的化学惰性，CNTs对大多数化学物质的影响较小，有利于其应用。
二、碳纳米管制备方法CNTs的制备方法种类繁多。
下面我们介绍几种典型的制备方法。
1.化学气相沉积法(CVD法)CVD法是一种通过气相物质反应制备CNTs的方法。
其基本原理是将碳源物质在高温下分解，使碳原子与金属催化剂相互作用生成碳纳米管。
CVD法是制备CNTs最优秀、最经济、最可定向的方法之一。
2.电弧放电法电弧放电法是一种利用碳棒电弧在惰性气氛中蒸发和冷凝的方法。
利用惰性气氛，如氦、氩、氮和氩氮混合气体等，在自由场内放电形成高温、高压电弧，产生不同形态（单壁、多壁）的CNTs。
3.化学还原法化学还原法通常使用碳酸钠和其他金属盐作为原料。
其基本原理是将金属离子还原为纳米金属，并使金属与碳源分解并生成CNTs。
化学还原法通常需要很长的反应时间，往往需要在高温条件下完成。
三、碳纳米管的应用前景1.电子学领域CNTs的高导电性和微小的直径使之成为微处理器中理想的电路元件。
CNTs的高速传输和强度也为光电晶体管、电晕放电、场发射和纳米电子器件提供了非常好的材料基础。
碳系吸波材料研究现状及在建材中的应用展望
进行 了展望 ，提 出开发室 内建 筑吸波材料及墙 体结构式 防护措施 。
谭 丹君
关 键 词 ：电磁辐射 ；建 筑材料 ；碳 系吸波材料 ；墙 体结构 ；防护措施
中图分类号 ： Ｔ Ｂ ３ ４
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ３ ９ ６ ２ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ７ — ０ ５ ８ ３ — ０ ５
ｗｈｉ ｃ ｈ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｈｕ ｍａ ｎ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｓ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ａ ｄｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎｖ ｉ ｒ ｏ ｎｍｅ ｎｔ ， ｗｉ ｌ ｌ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｏ ｍｅ ｄａ ｍａ ｇ ｅ ｔ ｏ
中 ，对人体组 织 、器官 和系统等会造 成 一定破 坏 ，其 对环 境 的污染 和人体 的危 害越 来越 受到 人们
的重 视 。 目前 已有 很 多 关 于 吸 波 材 料 电磁 波 吸 收 性 能 的 研 究 ，但 很 多 是 针 对 军 事 方 面 的 雷 达 吸 波 ，
而关 于其在 民用 方面 的应用 研究较 少 ，特 别是 在室 内吸 波材料 及墙 体整 体结 构式 防护方 面几 乎没 有 ，因此 ，开展 吸波材料在建 筑材料 方面应 用显 得 尤为迫 切 。碳 系 吸波材 料在 建材 中的推 广应 用
碳纳米管技术的应用发展现状与未来趋势
碳纳米管技术的应用发展现状与未来趋势碳纳米管是一种具有优异物理和化学性质的纳米材料，因其极高的强度、导电性和导热性而备受关注。
在过去几十年里，碳纳米管技术在各个领域都有着广泛的应用，同时也展现了巨大的潜力。
本文将探讨碳纳米管技术的应用发展现状与未来趋势。
碳纳米管技术在材料科学领域的应用已经取得了令人瞩目的成就。
首先，碳纳米管的强度远远超过钢铁，使其成为制造高强度材料的理想选择。
例如，在航空航天领域，碳纳米管可以用于制造轻质且坚固的飞机结构，以减少燃料消耗和碳排放。
此外，碳纳米管还可以应用于电子器件和传感器中，因为它的高导电性和导热性。
这种特性使得碳纳米管可以用于制造更小、更快和更节能的电子设备，如智能手机和电脑。
在医药领域，碳纳米管技术也有着广阔的前景。
研究表明，碳纳米管可以用作药物输送系统，将药物精确地投递到体内特定的位置。
这种精准的药物输送可以减少药物的副作用，并提高治疗的有效性。
此外，碳纳米管还可以用于肿瘤治疗。
通过将药物或光热剂引导到肿瘤细胞中，碳纳米管可以实现针对性治疗，并对肿瘤进行消融。
这一技术被认为是未来肿瘤治疗的重要方向之一。
除了材料科学和医药领域，碳纳米管技术还在能源和环境领域发挥着重要作用。
碳纳米管可以用于制造高效的太阳能电池和锂离子电池，以提高能源转化和存储的效率。
此外，碳纳米管还可以用于水处理和空气净化。
通过利用碳纳米管的高比表面积和吸附性能，有毒物质和污染物可以被高效吸附和去除，从而改善环境质量。
未来，随着对碳纳米管技术的深入研究和发展，它的应用前景将进一步拓展。
一方面，研究人员可以通过改变碳纳米管的结构和功能化修饰来优化其性能。
例如，通过对碳纳米管表面进行修饰，可以增强其与其他物质之间的相互作用，从而实现更多样化的应用。
另一方面，研究人员还可以通过改变碳纳米管的形式和组合，探索更多新兴领域的应用。
例如，碳纳米管可以与其他纳米材料结合使用，形成复合材料，以实现更高级的性能和功能。
碳纳米管的研究及展望
碳纳米管的研究及展望 (1)碳纳米管的研究及展望碳纳米管（CNTS)[1]作为一种一维纳米材料，重量较轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能[2]。
近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来。
碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约0.34纳米，直径一般为2~20纳米。
并根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分为锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。
其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。
碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，因此如果按照石墨烯片的层数可分为：单壁碳纳米管（或称单层碳纳米管）和多壁碳纳米管（或多层碳纳米管），多壁管在形成的时候，层与层之间易成为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管的管壁上通常布满小洞样的缺陷[3]。
与多壁管相比，单壁管直径大小的分布范围小，缺陷少，具有更高的均匀一致性。
单壁管典型直径在0.6-2纳米，多壁管最内层可达0.4纳米，最粗可达数百纳米，但典型管径为2-100纳米[4]。
一碳纳米管的性能碳纳米管因其小尺寸效应和独特的分子结构，具有优异的物理化学性能。
一维分子材料和六边形完美连接结构使碳纳米管具有质量轻、强度高的特点；较大长径比及sp2、sp3杂化几率不同使碳纳米管具有优良的弹性；直径、螺旋角以及层间作用力等存在的差异使碳纳米管兼具导体和半导体的特性；独特的螺旋状分子结构使碳纳米管构筑的吸波材料具有比一般吸收材料高得多的吸收率。
此外，碳纳米管还具有独特的光学性能，良好的热传导性，极高的耐酸、碱性和热稳定性[5]。
碳纳米管的物理性质1、高的机械强度和弹性。
2、强度≥100倍的钢，密度≤1/6倍的钢3、优良的导体和半导体特性（量子限域所致）4、高的比表面积5、强的吸附性能6、优良的光学特性7、发光强度随发射电流的增大而增强。
碳纳米管的研究现状
碳纳米管的研究现状1991年，日本电子显微镜专家S. Iijima将他在高分辨电镜下发现的这种由直径为4-30nm，长度在微米级的多个同心管构成的中空针状物命名为碳纳米管[1]，这是最早的多壁碳纳米管，后来到1993年报道发现了只有一层碳原子的圆管，即单壁碳纳米管[2]。
碳纳米管被发现后，立即就以其独特的物理和化学特征引起研究者的广泛关注，使其成为近年来物理和化学研究的一大热点。
碳纳米管是一种一维中空的纳米材料，管径为纳米级，而长度可以达到微米甚至毫米级，所以其长径比可控范围较大，而且其表面化学性质特殊（电子缺陷等），具有很高的比表面积、机械强度（杨氏模量比较大[3]）、热导率（是目前认为导热性能最好的金刚石的2倍）和导电能力（是铜线的1000倍[4]，同时还具有半导体的性质[5]），而且还具有很强的耐酸碱的能力，这些优良的性能使碳纳米管在很多方面都有潜在的应用前景，例如在场发射电极、微电子器件、吸波材料、电池、储氢材料和其他新材料等领域都有很广泛的应用。
目前科学家正在挖掘碳纳米管更多的新的独特性质和形貌，而且逐渐拓宽碳纳米管在其他更多领域的应用。
基于碳材料目前取得的伟大成就和进展，碳纳米管必将在纳米科技的新时代取得更加巨大的进步，作出更大的贡献。
1.1.1 碳纳米管的制备制备出高质量的碳纳米管为其更广泛的理论研究和工业应用提供了前提，因此近年人们在开拓碳纳米管的应用前景的同时，也在逐渐改善碳纳米管的制备方法，向管径均匀、缺陷和杂质少、产量高、成本低以及操作简单等方向努力。
最早用于制备碳纳米管的方法是电弧放电法[1]，后来也被人们进行了各种优化工艺，使其现在仍然是广泛应用的一种方法，但是此方法虽然速度快操作简单，但是产量低、所得碳纳米管缺陷和杂质多，很难分离提纯，不适用于工业化生产。
化学气相沉积法（CVD）即催化热解法，主要是通过将烃类（如CH4和C2H2等）或者其他含碳化合物（乙醇等）在催化剂的作用下裂解沉积得到碳纳米管。
碳纳米管的研究及其应用前景
碳纳米管的研究及其应用前景碳纳米管是一种由碳原子旋转而成的纳米管，具有很高的机械强度、导电性和导热性，因此在众多领域中有着广泛的应用前景。
本文介绍碳纳米管的研究进展、特性及其应用前景。
一、碳纳米管的研究进展碳纳米管最早于1991年被日本学者发现，随后引起了国际科研工作者的极大兴趣，致力于对其结构、物理化学性质以及制备和应用等方面的研究。
目前，制备碳纳米管的方法主要有化学气相沉积法、电弧放电法、化学氧化还原法、模板法等。
其中，化学气相沉积法是迄今为止制备碳纳米管最常用的方法之一。
其基本原理是利用气相生长过程，在高温下使碳源分解产生碳原子并在催化剂的作用下聚集形成碳纳米管。
同时，随着对碳纳米管结构和性质方面研究的深入，科学家们也逐渐认识到碳纳米管的一些重要优点，如其高比表面积、导电性能稳定、机械强度高、化学惰性强等等，这些特性使得碳纳米管有着广泛的应用前景。
二、碳纳米管的物理性质碳纳米管是目前已知最好的纳米导体，其电阻率比铜高约10倍，导电性能稳定性高且电阻率稳定。
此外，碳纳米管的力学性质也十分卓越。
由于其单壁管结构的特殊性，碳纳米管具有极高的机械强度，在弯曲时也不会出现扭曲或弯曲。
碳纳米管还具有极强的导热性能，其蒸发冷却能力甚至可以超过铜。
此外，与金属导体相比，碳纳米管的热容量更小，这使得其在热管理领域中有着广泛的应用前景。
三、碳纳米管的应用前景由于碳纳米管具有多种独特的物理特性，因此有着广泛的应用前景。
1.电子领域由于其极好的导电性能，碳纳米管被广泛应用于电子领域。
例如，它在晶体管、电极和其他电子设备制造中的重要作用，以及在集成电路与纳米电子学领域的应用。
2.能源领域碳纳米管在能源领域中也有着广泛的应用前景。
例如，碳纳米管的高效导电性能使其成为良好的电池材料，而其高导热性使其的应用范围扩展至太阳能电池和热电转换器等方面。
3.材料学领域碳纳米管的极好的力学性能，使其成为了高强性材料的潜在替代品。
由于其良好的机械强度和高导电性能，在复合材料领域中有着广泛的应用前景。
碳纳米管复合吸波材料研究进展
碳纳米管复合吸波材料研究进展电磁波吸收材料在国防民生等领域有重要的应用，早期的吸波材料主要采用的是铁氧体、磁性金属微粉等，这些材料具有高密度，窄吸收频带等缺点，极大地限制了其实际应用。
为实现对电磁波“薄轻宽强”的吸收效果，研发新型高效吸波材料意义重大。
文章对近年来碳纳米管复合吸波材料的发展状况作了简要的介绍，并对未来碳纳米管基复合吸波材料的发展趋势进行了展望。
标签：电磁波吸收；碳纳米管基；复合材料Abstract：Electromagnetic wave absorbing materials have important applications in the fields of national defense and people’s livelihood. The early absorbing materials mainly used ferrite，magnetic metal powder and so on. These materials have the shortcomings of high density，narrow absorption frequency band and so on. It greatly limits its practical application. In order to realize the absorbing effect of electromagnetic wave “thin，light，wide and strong”，it is of great significance to develop a new type of high efficient absorbing material. In this paper，the development of carbon nanotube composite absorbing materials in recent years is briefly introduced，and the development trend of carbon nanotube based composite absorbing materials in the future is prospected.Keywords：electromagnetic wave absorption；carbon nanotube matrix；composite materials引言电子信息技术的迅猛发展使电磁环境的改善和兼容问题变得日益重要。
中国碳纳米管发展现状
中国碳纳米管发展现状一、引言碳纳米管，作为一种具有独特结构和优异的物理化学性能的纳米材料，在多个领域具有广泛的应用前景。
近年来，随着科技的不断进步，中国在碳纳米管的研究与应用方面取得了显著的进展。
本文将对中国碳纳米管的发展现状进行概述。
二、研究进展1. 制备技术：中国在碳纳米管的制备技术方面取得了重要突破。
通过改进催化剂、控制温度和压力等手段，成功实现了大规模、高效、环保的碳纳米管制备。
这为碳纳米管在各个领域的应用提供了充足的原料保障。
2. 应用领域：碳纳米管在能源、环保、医疗、航空航天等领域具有广泛的应用。
中国科研团队在多个领域开展了深入研究，取得了一系列重要成果。
例如，碳纳米管在电池、超级电容器等储能器件中的应用，提高了能量密度和循环寿命；在环保领域，碳纳米管可用于吸附和去除水体中的有害物质；在医疗领域，碳纳米管可用于药物输送、生物成像等。
3. 产业布局：中国政府高度重视碳纳米管产业的发展，通过政策引导、资金支持等方式推动产业集聚和创新。
目前，中国已形成了多个碳纳米管产业园区，聚集了众多优秀企业和研发机构，形成了完整的产业链。
三、挑战与展望1. 技术挑战：尽管中国在碳纳米管的研究和应用方面取得了显著进展，但仍面临一些技术挑战。
例如，如何进一步提高碳纳米管的性能和稳定性，以满足不同领域的需求；如何降低生产成本，提高产业竞争力等。
2. 政策环境：随着全球环保意识的提高，各国政府对环保材料的需求日益增长。
中国政府应加大对碳纳米管产业的支持力度，推动产业绿色发展，提高国际竞争力。
3. 人才培养：碳纳米管领域需要具备跨学科背景的高素质人才。
中国应加强人才培养和引进，建立完善的人才激励机制，为碳纳米管领域的发展提供智力保障。
4. 合作与交流：加强国际合作与交流是推动碳纳米管领域发展的重要途径。
中国应积极参与国际合作项目，引进先进技术和管理经验，推动中国碳纳米管产业走向世界。
四、结论中国在碳纳米管的研究和应用方面取得了显著进展，但仍面临一些挑战。
2024年碳纳米管市场分析现状
2024年碳纳米管市场分析现状引言碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）是一种纳米级的材料，由碳原子构成的管状结构。
由于其独特的物理和化学性质，碳纳米管被广泛应用于多个领域，如电子学、纳米材料、生物医药等。
本文将对2024年碳纳米管市场分析现状进行探讨。
市场规模和增长趋势目前，碳纳米管市场规模不断扩大，并呈现出良好的增长趋势。
根据MarketsandMarkets的报告，碳纳米管市场从2019年的约8.2亿美元增长到预计的2025年的约18.0亿美元，年复合增长率为9.8%。
这是由于碳纳米管在电子元件、传感器、储能装置等多个领域的广泛应用。
主要应用领域电子元件碳纳米管在电子元件中的应用前景广阔。
由于其高导电性和高迁移率，碳纳米管可以作为晶体管替代品在场效应管（FETs）上使用。
此外，碳纳米管也可以用于制造柔性显示器、柔性电子等可弯曲的电子设备。
碳纳米管的高灵敏度和高选择性使其成为理想的传感器材料。
它可以用于气体传感器、压力传感器、湿度传感器等多个领域。
此外，由于其独特的电化学性质，碳纳米管还可以用于生物传感器的制备。
储能装置碳纳米管具有高比表面积和优异的导电性能，这使其成为理想的储能材料。
碳纳米管可以用于超级电容器和锂离子电池等储能装置的制备。
它可以显著提高储能装置的能量密度和循环寿命。
纳米材料碳纳米管还可以应用于纳米复合材料的制备。
通过将碳纳米管与其他材料进行复合，可以制备出具有高强度、高导电性、高热导率等优异性能的材料。
这种材料可以应用于航空航天、汽车、建筑等多个领域。
主要市场参与者华东地区华东地区作为中国碳纳米管产业的主要地区，有许多重要的碳纳米管制造企业，如南京纳米技术研究所、苏州纳米技术研究所等。
这些企业在碳纳米管的制备、应用研究等方面具有一定的优势。
美国在碳纳米管市场中处于领先地位。
众多创新型企业和研究机构，如Nanocyl、ARKEMA等，在碳纳米管的研发和生产方面具有较强的实力和经验。
碳纳米管材料的研究现状及发展展望[1]
![碳纳米管材料的研究现状及发展展望[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb277e0a52ea551810a68738.png)
碳纳米管材料的研究现状及发展展望摘要：碳纳米管因其独特的结构和优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景和巨大的商业价值。
本文综述了碳纳米管的制备方法、结构性能、应用以及碳纳米管发展趋势。
关键词：碳纳米管；制备；抗静电；隐身涂料；吸波涂料纳米材料由于其尺寸处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性，展现出许多独特的物理化学性质。
20世纪80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国都给予了极大关注。
它所具有的独特性质，给物理、化学、材料、生物、医药等领域的研究带米新的机遇。
1、碳纳米管的制备、结构与性能1.1、碳纳米管的制备1．1. 1电弧法石墨电弧法是最早的、最典型的碳纳米管合成方法。
其原理为电弧室充惰性气体保护，两石墨棒电极靠近，拉起电弧，再拉开，以保持电弧稳定［1］。
放电过程中阳极温度相对阴极较高，所以阳极石墨棒不断被消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有碳纳米管的产物[2]。
这种方法具有简单快速的特点，碳纳米管能够最大程度地石墨化，管缺陷少。
但存在的缺点是：电弧放电剧烈，难以控制进程和产物，合成物中有碳纳米颗粒、无定形炭或石墨碎片等杂质，杂质很难分离。
经过多年研究，科研工作者对该方法进行了改进，如Takizawa等人利用电弧放电法，通过改变催化剂镍和钇的比例，实现了控制产物直径分布的目的。
Colbert[3]等人将一般阴极(大石墨电极)改成一个可以冷却的铜电极，再在上面接石墨电极，这样产物的形貌和结构大为改观，使电弧法再次焕发了青春。
1．1．2催化裂解法催化裂解法亦称为化学气相沉积法，通过烃类或含碳氧化物在催化剂的催化下裂解而成。
其基本原理为将有机气体(如乙炔、乙烯等)混以一定比例的氮气作为压制气体，通入事先除去氧的石英管中，在一定的温度下，在催化剂表面裂解形成碳源，碳源通过催化剂扩散，在催化剂后表面长出碳纳米管，同时推着小的催化剂颗粒前移[4]。
碳纳米管的研究与应用前景
碳纳米管的研究与应用前景随着科技不断的发展，材料学也逐渐成为了一个重要的领域。
在材料学研究中，碳纳米管(CNTs)被认为是一种十分有前途的材料，因为它在力学性质、电学性质、热学性质等方面都有着出色的特性。
本文将探讨碳纳米管的研究与应用前景，希望能够为其进一步的研究提供一些参考。
一、碳纳米管的发现与基本特性碳纳米管是由碳原子构成的薄膜材料。
1985年，日本学者Sumio Iijima第一次通过透过电子显微镜发现了碳纳米管。
碳纳米管呈现为一个细长的管状结构，直径在纳米级别，长度可以达到微米级别。
碳纳米管内部空腔的直径通常在1-2nm之间，而碳纳米管壁的厚度则在0.3-0.7nm之间。
碳纳米管分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)两种类型，其中单壁碳纳米管由一层碳原子组成，而多壁碳纳米管内部有多个碳原子层，层数在2-100之间。
碳纳米管的物理特性主要包括力学性质、电学特性和热学性质。
碳纳米管的弹性模量通常在1.0-4.5 TPa之间，这是因为碳纳米管的晶格结构独特，可以承受较大的拉伸力。
碳纳米管的导电性是其重要的电学性质之一，其导电性一般比铜等金属导体要高得多。
此外，碳纳米管还具有很高的热导率，是银的5倍，铜的10倍。
因此，碳纳米管在材料学方面的应用前景非常广阔。
下面将从材料、电子学和能源等方面讨论碳纳米管的应用。
二、碳纳米管的材料应用碳纳米管在材料学方面的应用非常广泛。
其机械性能好、导热性好、导电性好、化学稳定性好等特点，使得碳纳米管成为材料学领域的研究热点。
联合国工业发展组织曾在一份报告中指出，碳纳米管可用于新一代材料的制备，广泛应用于催化、光纤、电子材料等领域。
在催化剂方面，碳纳米管的物理化学性质可以被用于催化反应。
美国斯坦福大学的科学家研究表明，碳纳米管可以用于制备高效的催化剂。
其超高表面积使得活性中心密度很高，可以得到很高的催化效率。
在电子材料方面，碳纳米管可以用于制造半导体、纳米晶体管等器件。
吸波材料的最新研究现状及发展趋势
原则。
首先，阻抗匹配原则是材料表面与自由空间的阻抗匹配，电磁波最大限度进入材料内部，减少波反射。
依据电磁波传播原理推导出反射系数数学表达式：0）/（Z ﹢Z 0） =√μr μ0/εr ε0 电磁波投射到吸波材料的过程入射波反射波空气层匹配层反射层折射波消耗层其次，最大衰减原则指材料内部具备优秀的衰减性能，电磁波进入材料内部，能够最大限度被吸收。
吸收衰减一般用损耗因子表示：εr = ε'–jε" （4）μr = u'–ju" （5）tanδ = tanδε﹢tanδu = ε"/ε'﹢u"/u' （6）式（4）—式（6）中：ε'为介电常数实部；ε"为介电常数虚部；u'为磁导率实部；u"为磁导率虚部；tanδ为损耗因子；tanδε、tanδu分别为电损耗因子和磁损耗因子。
依据式（4）—式（6），tanδε、tanδu越大，吸波材料的损耗因子越大，吸波效果越好。
即ε"、u"越大，材料的吸波效果越好。
综上所述，要提高吸波材料的吸波性能，需要在满足阻抗匹配的前提下，尽可能提高材料的电磁参数。
但生活中的单一吸波物质很难同时达到高匹配和强吸收的特性，因此多组分吸波剂是现今解决这个难题的重要手段。
同时，提高吸波剂含量也可以提高吸波性能，但会增大材料重量。
相比于改变电磁参数和寻求最佳匹配阻抗，调节吸波剂含量的方法相对简单易行。
因此，制备高性能吸波材料可以积极寻求吸波剂含量和材料重量的最佳耦合。
2 吸波材料的分类吸波材料种类繁多，主流分类方式分为 4 种。
一是根据吸波机理，分为干涉型吸波材料和吸收型吸波材料；二是依据吸波材料对电磁波的损耗机理，分为电损耗型吸波材料和磁损耗型吸波材料，电损耗型吸波材料又分电阻损耗型吸波材料和介电损耗型吸波材料；三是按材料的成型工艺和承载能力，分为涂覆型吸波材料和结构型吸波材料；四是按研究时期，分为传统吸波材料和新型吸波材料。
碳基吸波材料的研究进展
2、市场需求
随着无线通信、航空航天、军事等领域的快速发展，对吸波材料的需求日益 增长。尤其是在5G、6G通信技术的发展中，由于其高频段的特点，对吸波材料的 要求更加严格。因此，市场对高效、轻质、环保的碳基碳基吸波材料方面取得了许多重要成果。例如，中国科 学院上海硅酸盐研究所成功制备出了具有优异吸波性能的碳化硅纳米线，其吸收 电磁波的频率范围较宽，具有很好的应用前景。此外，还有研究者在石墨烯中引 入磁性元素，制备出了具有磁性的石墨烯复合材料，从而拓展了其应用范围。
1、卫星导航系统
在卫星导航系统中，由于高频率电磁波的干扰，会对定位精度和稳定性产生 不利影响。碳基吸波材料可以有效地吸收这些干扰电磁波，提高卫星导航系统的 性能。
2、光电探测器
光电探测器在军事、航空航天、环境监测等领域有着广泛应用。在这些领域 中，探测器需要尽可能地减少外部电磁场的干扰，以获得准确的光电信号。碳基 吸波材料可以有效地吸收电磁场，提高光电探测器的稳定性和可靠性。
应用前景
由于碳基复合吸波材料具有优异的电磁吸收性能和稳定的物理化学性质，因 此具有广泛的应用前景。例如，它可以应用于军事装备中，吸收雷达波和无线电 信号，提高装备的隐身性能；可以应用于室内装饰材料中，吸收电磁辐射，保护 人体健康；可以应用于汽车、高铁等交通工具中，吸收电磁噪声，提高乘坐舒适 度；还可以应用于电子设备中，吸收电磁干扰，提高设备的稳定性和可靠性。
参考内容
引言：
随着现代科技的快速发展，电磁波的应用越来越广泛，与此电磁波的污染问 题也日益严重。为了有效吸收和衰减电磁波，吸波材料成为了研究的热点。碳纳 米管作为一种新型的纳米材料，具有优异的物理化学性能，近年来也被广泛应用 于吸波材料领域。本次演示将详细介绍碳纳米管吸波材料的研究进展。
2023年碳纳米管(CNT)行业市场分析现状
2023年碳纳米管（CNT）行业市场分析现状碳纳米管（Carbon Nanotube，CNT）是一种由碳原子构成的纳米材料，具有强度高、导电性能好、热传导性能好等优良物理特性，被广泛应用于电子、能源、材料等领域。
目前，碳纳米管行业市场发展势头良好，但仍存在一些挑战和限制。
首先，碳纳米管在电子领域的应用前景广阔。
由于碳纳米管具有很高的电子迁移率和优良的导电性能，因此可以用于制造高性能的晶体管和场效应晶体管。
此外，碳纳米管还可以用于制造柔性显示屏、光电探测器等电子器件，具有很大的市场潜力。
其次，碳纳米管在能源领域的应用也很广泛。
碳纳米管可以用于制造锂离子电池、超级电容器和燃料电池等能源存储和转化器件，具有良好的电化学性能和储能能力。
此外，碳纳米管还可用于太阳能电池和光触发水分解等领域，有助于解决能源短缺和环境污染等问题。
此外，碳纳米管在材料领域的应用也非常广泛。
碳纳米管可以用于制造高强度、高导热和低密度的复合材料，提高材料的性能和功能。
碳纳米管还可以用于制造弹性体、涂层和传感器等领域，具有很大的市场需求和应用潜力。
然而，碳纳米管行业仍面临一些挑战和限制。
首先，碳纳米管的生产成本较高，制约了其大规模商业化生产。
其次，碳纳米管的可重复性和一致性有待提高，影响了其在电子、能源和材料领域的应用。
此外，碳纳米管的毒性和生物相容性问题也需要关注和解决。
总的来说，碳纳米管行业市场发展势头良好，具有广阔的应用前景和市场潜力。
随着技术的不断突破和成熟，碳纳米管有望在电子、能源和材料等领域发挥更大的作用。
然而，碳纳米管行业仍需要解决一些挑战和限制，以进一步推动市场发展和应用推广。
碳纳米管技术的发展现状及应用前景分析
碳纳米管技术的发展现状及应用前景分析随着科技的不断发展，碳纳米管技术（Carbon Nanotubes Technology）作为一种新型纳米材料，其在电子、能源、材料、生物等领域都有着广阔的应用前景。
本文将就其发展现状和应用前景进行探讨。
1. 碳纳米管技术的概述碳纳米管是由碳原子组成的管状结构，比铅笔芯细100倍，长约200-300微米。
由于碳纳米管的高比表面积、高强度和导电性能，使得它在科技领域得到了广泛的关注。
同时碳纳米管凭借其与钻石平分子结构的相似性，其在材料学、电子学、化学、物理学等领域都有广泛的应用。
2. 碳纳米管技术在电子领域的应用碳纳米管技术在电子领域的应用是最为广泛和深入的一个方向，它可以替代硅上面的电路。
作为一种理想的导电材料，有着很高的导电性，具有低温系数和稳定的电流密度等优点，被认为是下一代电子材料中最重要的一个。
同时，碳纳米管技术还可以制造更高效的半导体芯片，这将极大地推动芯片技术进一步提升，以及为新一代电脑、手机设备等提供更好的性能，更低的能耗和更小的面积。
3. 碳纳米管技术在能源领域的应用碳纳米管在能源领域的应用主要是利用其高导电和高效电化学反应的特性来制造更高效和便携的储能设备。
目前碳纳米管技术在锂离子电池和超级电容器领域得到了广泛的应用。
例如，碳纳米管电极在电池中的使用，既可以改善电化学反应速度，增加电池存储能量密度，又可以将它应用在电解液和界面层。
4. 碳纳米管技术在材料领域的应用碳纳米管具有高强度、高韧性、高模量等优异性能，使它适用于复杂材料和结构的构造。
因此，碳纳米管在材料领域的应用非常广泛，它可以用于制造高强度的纤维，增强陶瓷、塑料和复合材料的韧性和强度，还可以用于制造防弹衣、航空材料等。
5. 碳纳米管技术在生物领域的应用在生物领域，碳纳米管也被广泛应用于医疗和生命科学领域。
它可以做为制药和诊断试剂使用，并且可以在生物组织中轻松地渗透和输送（携带）药物，这使得医疗领域可以更好的控制药物的药效和药代谢，达到更好的治疗效果。
2024年碳纳米管市场前景分析
2024年碳纳米管市场前景分析引言碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称CNTs）作为一种新型的纳米材料，具有出色的力学、电学和热学性能，近年来引起了广泛的研究和应用关注。
随着技术的不断发展和成本的下降，碳纳米管市场正逐渐展现出巨大的潜力。
本文将对碳纳米管市场的前景进行分析。
碳纳米管市场概况目前，碳纳米管的应用领域非常广泛。
在电子、能源、材料科学、生物医药等领域，碳纳米管都具备广泛的应用前景。
例如，碳纳米管在电子领域可以用于制造柔性显示屏、导电薄膜和传感器等；在能源领域，碳纳米管可以用于制造高效能量存储和转换设备；在材料科学领域，碳纳米管可以用于制造高强度材料和轻巧复合材料；在生物医药领域，碳纳米管可以用于制造药物传递系统和生物传感器等。
另外，碳纳米管还有潜力应用于环境保护、航空航天等领域。
碳纳米管市场驱动因素技术进步和成本降低随着碳纳米管制备技术的不断进步，制备成本逐渐降低，使得碳纳米管的商业化应用成为可能。
同时，碳纳米管具有卓越的力学、电学和热学性能，能够满足各种高性能应用的需求，因此受到市场的追捧。
应用需求增加随着电子行业的不断发展和智能化产品的普及，对于高性能材料的需求也越来越大。
碳纳米管作为一种新型的纳米材料，能够满足高性能材料的需求，因此在电子行业中具有广阔的市场潜力。
另外，碳纳米管在能源、材料科学和生物医药等领域的应用需求也在不断增加。
环境和能源问题随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，碳纳米管作为一种绿色、高效的材料，可以应用于环境保护和新能源领域，具有巨大的市场潜力。
碳纳米管市场的挑战制备技术和质量控制目前，碳纳米管的制备技术和质量控制仍然存在一定的挑战。
碳纳米管的纯度、长度和直径都对其性能和应用产生重要影响，因此需要研发更加成熟的制备技术和精确的质量控制方法。
产能和成本问题目前，碳纳米管的产能仍然相对较低，无法满足大规模商业化应用的需求。
同时，碳纳米管的制备成本也相对较高，需要进一步降低成本才能推动其商业化应用。
2024年碳纳米管(CNT)市场前景分析
2024年碳纳米管（CNT）市场前景分析引言碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNT）作为一种新兴的纳米材料，在过去几十年中引起了广泛的关注。
其独特的性质和广泛的应用前景，使得碳纳米管在众多领域中成为研究的热点。
本文将对碳纳米管的市场前景进行分析，并探讨其在未来的发展潜力。
碳纳米管的基本特性碳纳米管是由碳原子构成的纳米管状结构，具有以下基本特性：1.高强度和刚度：碳纳米管比钢材还要强硬，是已知最强的材料之一。
2.优异的导电性：碳纳米管具有优秀的导电性能，可应用于电子器件领域。
3.良好的热导性：碳纳米管具有良好的热导性能，可以用于制备高效的散热材料。
4.巨大的比表面积：碳纳米管具有巨大的比表面积，可应用于催化剂和吸附材料等领域。
碳纳米管市场应用前景1. 电子器件碳纳米管具有优异的导电性能，可以用于制造高性能的电子器件。
例如，碳纳米管场效应晶体管（CNTFET）在高频电子器件和柔性显示器件等领域具有广阔的应用前景。
此外，碳纳米管还可以用于制备导电性能更好的电极材料，提高电池和超级电容器的性能。
2. 新能源领域碳纳米管在新能源领域中有着广泛的应用前景。
其优异的导电性能和热导性能，使得碳纳米管成为高效催化剂的理想载体材料。
碳纳米管还可以应用于太阳能电池、燃料电池和储能设备等领域，提高能量转换效率和储存容量。
3. 材料强化与增韧碳纳米管具有高强度和刚度的特性，可以应用于材料强化和增韧领域。
将碳纳米管添加到复合材料中，可以显著提高材料的强度和刚性，同时减轻材料的重量。
碳纳米管还可以在纤维增强复合材料中起到桥连接作用，有效防止开裂，提高材料的断裂韧性。
4. 生物医学应用碳纳米管在生物医学领域具有广泛的应用潜力。
其高比表面积和良好的生物相容性，使得碳纳米管可以用作药物传递载体、基因传递载体和组织工程支架等。
此外，碳纳米管还可以用于生物传感器和生物成像等领域，为生物医学研究和临床诊断提供新的工具和方法。
碳纳米世界碳纳米管的前景展望
碳纳米世界碳纳米管的前景展望碳纳米世界：碳纳米管的前景展望随着科学技术的不断发展，碳纳米管作为一种新型的纳米材料引起了学术界和工业界的广泛关注。
碳纳米管具有优异的物理和化学性质，被认为是未来科技领域的重要应用材料之一。
本文将对碳纳米管的前景展望进行探讨，从材料研究、电子学应用和能源领域等方面进行全面分析。
一、碳纳米管在材料研究方面的应用前景碳纳米管具有独特的结构和性质，使其在材料领域具有广泛的应用前景。
首先，碳纳米管具有优异的机械强度和硬度，在复合材料领域具有很大的应用潜力。
其次，碳纳米管具有良好的导电性和导热性能，可以应用于柔性电子器件和热界面材料等领域。
此外，碳纳米管具有良好的光学性质，可用于制备高性能的光学器件。
因此，碳纳米管在材料科学领域的应用前景广阔，将对多个工业领域产生积极的影响。
二、碳纳米管在电子学应用方面的前景展望碳纳米管作为一种优异的电子传输材料，具有较高的载流子迁移率和较小的能带隙，被视为下一代电子器件的候选材料。
首先，碳纳米管可以制备用于柔性显示器的透明电极，具有优异的柔韧性和导电性能。
其次，碳纳米管可以制备高性能的场效应晶体管，可用于高速晶体管、传感器等方面的应用。
此外，碳纳米管在电子封装领域也具有潜力，可用于替代现有的导电粘合剂和金线。
三、碳纳米管在能源领域的应用展望随着人们对清洁能源的需求不断增加，碳纳米管在能源领域的应用前景愈发广阔。
首先，碳纳米管可以作为高效的催化剂载体，用于制备燃料电池和金属空气电池等能源转换器件。
其次，碳纳米管具有优异的储氢性能，可用于制备高性能的氢储存材料。
此外，碳纳米管还可以用于制备高性能的柔性太阳能电池和锂离子电池等储能器件。
结论综上所述，碳纳米管作为一种具有优异性质的纳米材料，具有广泛的应用前景。
在材料研究方面，碳纳米管具有出色的机械、电学和光学性能，可用于制备高性能的复合材料、柔性电子器件和光学器件。
在电子学应用方面，碳纳米管具有高载流子迁移率和较小的能带隙，可用于制备高性能的透明电极和场效应晶体管等器件。
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3海南省自然基金(80628)资助;海南大学科研基金资助项目(Kyjj0419) 王生浩:男,1984年生,研究方向为吸波材料 文峰:通讯作者,男,博士,副教授 E 2mail :fwen323@1631com碳纳米管吸波材料的研究现状与展望3王生浩,文 峰,李 志,郝万军,曹 阳(热带生物资源教育部重点实验室;海南大学理工学院材料科学系,海口570228) 摘要 碳纳米管因其独特的物理和化学性能10多年来一直备受关注,已有研究将其运用于军事科技领域,如吸波材料,但目前国内关于此类研究的报道还不多。
较为全面地总结了近年来国内外对碳纳米管作为吸波材料的研究成果及其目前的研究现状,即简述碳纳米管的吸波机理;详细介绍碳纳米管薄膜、活性碳纳米管、磁性金属(合金)/碳纳米管、碳纳米管/聚合物基复合吸波材料的研究现状;展望未来吸波材料的发展方向。
关键词 碳纳米管 吸波材料 吸波性能 复合The R esearch Status and Prospect of Electromagnetic W ave 2absorbing C arbon N anotubesWAN G Shenghao ,WEN Feng ,L I Zhi ,HAO Wanjun ,CAO Yang(Key Laboratory of Tropical Biological Resources of Chinese Education Ministry ,Department of Materids Science ,School of Science and Engineering ,Hainan University ,Haikou 570228)Abstract Carbon nanotubes (CN Ts )have been given great attention due to its unique physical and chemicalproperties.There are some researches about CN Ts which have been applied in military science and technology ,for ex 2ample as electromagnetic wave absorbing materials (EAM ),but few papers reports this kind of research.In this pa 2per ,the research results and present status of CN Ts as EAM are summarized in general by three parts.①the wave ab 2sorbing mechanism of the CN Ts ,②the present research status of the materials ,including thin film of CN Ts ,activated CN Ts ,metal 2coated CN Ts ,and CN Ts/Polymer composite EAM ,③the f uture prospect of EAM.K ey w ords carbon nanotubes (CN Ts ),electromagnetic wave absorbing materials (EAM ),electromagneticwave absorbing properties ,composite0 引言随着电子技术的发展,电磁辐射成为新的社会公害[1],尤其是射频电磁波和微波辐射已经成为又一大环境污染。
电磁辐射不仅会干扰电子仪器、设备的正常工作[2～4],而且还会影响人类的身体健康[5～8]。
军事上,随着探测技术的发展,在战争中实现目标隐身对提高武器系统的生存和突防打击能力有着深刻的意义[9～11]。
解决电磁辐射污染和实现目标隐身的最有效方法是采用吸波材料(Electromagnetic Wave Absorbing Materials ,EAM )。
作为环境科学与军事尖端技术的组成部分,电磁波吸收材料的研究已成为一个重要的科研领域。
吸波材料要求吸收强、频带宽、比重小、厚度薄、环境稳定性好,而传统的吸波材料很难满足上述综合要求,出现的问题是吸收频带单一、比重大、吸收不强等,纳米技术的发展为吸波材料开拓了一个新的研究领域。
纳米吸波材料具有吸收强、频带兼容性好、材料轻、性能稳定等优点,是一类新型的吸波材料。
自1991年日本N EC 公司的电镜专家S.Iijima 发现碳纳米管(Carbon Nanotubes ,CN Ts )[12]以来,CN Ts 以其独特的结构、优良的物理、化学性质和机械性能引起了世界各国科学家的广泛关注,成为物理、化学和材料科学领域的研究重点和热点。
近年来对碳纳米管复合材料的合成和应用研究是纳米科技领域的热点之一,但有关该类材料应用于电磁波吸收材料的研究报道还很少。
有关微波与吸波材料相互作用的基础理论文献[13]已有较详细的论述,本文不再赘述。
本文对目前碳纳米管吸波材料的研究现状进行了论述,并针对目前存在的问题提出了相应的解决思路。
1 碳纳米管的吸波机理碳纳米管是一维纳米材料,纳米粒子的小尺寸效应、量子尺寸效应和表面界面效应等使其具有奇特的光、电、磁、声等性质,从而使得碳纳米管的性质不同于一般的宏观材料。
纳米粒子尺度(1～100nm )远小于红外线及雷达波波长,因此纳米微粒材料对红外及微波的吸收性较常规材料强。
随着尺寸的减小,纳米微粒材料具有比常规粗粉体材料大3～4个数量级的高比表面积,随着表面原子比例的升高,晶体缺陷增加、悬挂键增多,容易形成界面电极极化,高的比表面积又会造成多重散射,这是纳米材料具有吸波能力的重要机理。
在原子排列较庞大的界面中及具有晶体畸变、空位等缺陷的纳米粒子内部形成的固有电矩,在微波场的作用下,由于取向极化,提高了纳米粒子的介电损耗。
量子尺寸效应使纳米粒子的电子能级由连续的能谱变为分裂的能级,分裂的能级间隔正处于与微波对应的能量范围(10-2～10-5eV)内,从而导致新的吸波效应。
一般认为,纳米吸波材料对电磁波能量的吸收是由晶格电场热运动引起的电子散射、杂质和晶格缺陷引起的电子散射,以及电子与电子之间的相互作用等3种效应决定的。
碳纳米管具有特殊的螺旋结构和手征性,这也是碳纳米管吸收微波的重要机理。
碳纳米管具有特殊的电磁效应,表现出较强的宽带吸收性能,而且具有比重小、高温抗氧化、介电性能可调、稳定性好等优点。
2 碳纳米管吸波材料国内外研究现状近年来国内外对碳纳米管吸波性能的研究主要集中在碳纳米管薄膜和活性碳纳米管吸波材料、磁性金属(合金)/碳纳米管复合吸波材料、碳纳米管/聚合物基复合吸波材料。
2.1 碳纳米管薄膜和活性碳纳米管吸波材料纳米薄膜将纳米技术与薄膜技术结合起来,具有薄膜和纳米的双重性质,因而成为当前材料前沿最活跃的研究热点之一。
制备碳纳米管的方法较多,不同的方法制得的碳纳米管形貌是不同的,这与碳纳米管的生长机理有关,而表现出的吸波性能也有所不同,碳纳米管材料的吸波性能与其微观形貌、生长过程均有关系。
研究表明,在Si基底上定向生长的碳纳米管基本没有吸波性能,而在Cu基底上定向生长的管径30nm、长度5μm、间距150nm的碳纳米管薄膜对红光和红外激光的吸收高达98%,对10GHz的微波有50%的吸收[14]。
该材料密度小、吸收强,对微波和红外激光均能吸收,将其应用于军事上可以大幅度降低目标被微波雷达和红外激光雷达探测到的可能性,从而大大提高武器系统的灵活机动作战能力。
美国专利[15]报道了在树脂中添加质量分数为1.5%、长径比大于100的碳纳米管,这种厚度为1mm、密度为1.2～1.4g/cm3的薄膜材料对20k Hz～1.5GHz的宽频电磁波具有较好的吸收,能够吸收86%的1.5GHz的电磁波。
该材料在民用领域具有广阔的应用前景,可用于防止电子仪器造成的电磁辐射污染,从而净化电磁环境,保护人类的身体健康和保障电子仪器的正常工作。
对碳纳米管进行活化处理可以提高碳纳米管的吸波性能,用氢氧化钾对碳纳米管进行活化处理后,吸收频带展宽、吸收加强。
活化后的碳纳米管在2～18GHz频率范围具有优异的吸波性能[16],反射率R(Reflectivity)小于-5dB的带宽达12.63GHz,小于-10dB的带宽为4.4GHz,最大吸收衰减达22.58dB。
活化后碳纳米管吸波能力的明显改善是由于活化碳纳米管具有丰富的孔结构,电磁波在这些孔结构中反复地被反射、散射,从而消耗电磁波能量。
目前制备碳纳米管最主要的方法是化学气相沉积法,但是采用该法制备的碳纳米管纯度不高,存在较多的缺陷或杂质,会影响碳纳米管的性能,因此通常要将制得的碳纳米管进行纯化处理。
纯化处理后的碳纳米管的电磁参数有明显的变化,用酸(H2SO4∶HNO3∶H2O=5∶3∶2,H2SO4和HNO3的浓度分别是98%和68%,均为质量分数)纯化处理后的碳纳米管,其复介电常数实部(ε′)在2～9GHz有明显的下降,在9～18GHz基本保持不变,而复介电常数虚部(ε″)在2～18GHz均有明显的下降;复磁导率的实部(μ′)在2～18GHz频段有明显的提高,虚部(μ″)基本没有变化[17]。
吸波材料的吸收性能是由材料的复介电常数(εr=ε′-jε″)和复磁导率(μr=μ′-jμ″)共同决定的,在保持阻抗匹配的前提下,电损耗角正切(tgδE=ε″/ε′)与磁损耗角正切(tgδM=μ″/μ′))的值越大,材料的吸波性能越好。
纯化处理后碳纳米管电磁参数的变化使电损耗角正切与磁损耗角正切均减小,这对碳纳米管吸波材料的吸波性能是不利的。
2.2 磁性金属(合金)/碳纳米管复合吸波材料由于碳纳米管是具有中空结构的一维材料,利用碳纳米管的毛细现象可以将某些元素填入碳纳米管内部,制成具有特殊性能的一维量子线[18～20]。
而碳纳米管基本没有磁性,磁损耗也很小[21],经过碳管外磁性金属包覆或者管内部铁磁性材料的掺杂可形成碳管2磁性链复合物,既具有铁磁性,又具有导电性,可以实现通过磁损耗与电损耗多种机制来损耗电磁波能量,制得密度小、吸收强的吸波材料。
沈曾民等[22]研究了碳纳米管表面镀镍后与环氧树脂混合制成的0.97mm厚的吸波涂层,其吸收性能见表1。
研究表明,碳纳米管表面镀镍后,吸收峰值变小,但吸收峰有宽化的趋势,这种趋势对提高吸波性能是有利的。
表1 碳纳米管和镀镍碳纳米管复合涂层的吸波性能材料最大吸收dB对应频率GHz带宽(R<-5dB)GHz带宽(R<-10dB)GHz未镀镍碳纳米管22.8911.40 4.70 3.00镀镍碳纳米管11.8514.00 4.60 2.23在碳纳米管表面包覆Ni2P、Ni2N合金也可以改善碳纳米管的吸波性能[23],原因是改变了碳纳米管的磁性能,提高了磁损耗。