發(fā)布時間：2020-09-16 18:10

　　 碳納米管是由碳原子形成的石墨烯片卷曲成的中空管體。它具有很高的長徑比、優(yōu)良的延伸率、彎曲性、彈性模量、耐強酸強堿性及熱學(xué)性能。因此,碳納米管具有很大的應(yīng)用前景,近些年一直是國內(nèi)外研究的熱點。隨著計算機科學(xué)與技術(shù)的迅猛發(fā)展,計算機在當(dāng)今世界的各個領(lǐng)域日益發(fā)揮巨大的作用。在材料科學(xué)領(lǐng)域,計算機也成為極其重要的工具。基于專家系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點,將其結(jié)合在一起共同建立了碳納米管復(fù)合材料人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)。(1)專家系統(tǒng)的組成可分為:數(shù)據(jù)庫管理功能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練功能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測功能。(2)使用SQL Server 2005建立了碳納米管復(fù)合材料數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了對碳納米管復(fù)合材料專家數(shù)據(jù)的管理。(3)對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行了改進,并利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,從已有的專家實驗數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)材料組分、工藝、和性能之間的規(guī)律。(4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的結(jié)果預(yù)測單壁碳納米管/聚氨酯復(fù)合材料在碳納米管含量為20%時,在8.5~12GHz,電磁屏蔽效能大約在15.27~15.81dB,并且其介電常數(shù)的變化較為平穩(wěn);多壁碳納米管/硅橡膠導(dǎo)電高分子材料在碳納米管含量為8%時,在100~1000MHz,電磁屏蔽效能大約在24.79~26.71dB;單壁碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在碳納米管含量為15%時,在8.5~12GHz,電磁屏蔽效能趨于平緩,大約在22.8~23.56dB,且其介電常數(shù)的變化也較為平穩(wěn)。本文對碳納米管的介電性能、光學(xué)性質(zhì)和電磁屏蔽效能做了研究,分析了單壁碳納米管的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度。根據(jù)第一性原理的計算結(jié)果,發(fā)現(xiàn):(1)鋸齒型管的能隙隨著直徑的增大表現(xiàn)出振蕩起伏,扶手椅管的能隙隨著直徑的變化為先增大后減小,第一性原理計算得出的結(jié)果與緊束縛方法得出的結(jié)果是不同的。(2)結(jié)構(gòu)不同的SWCNTs具有不同的光學(xué)性質(zhì)。隨著SWCNTs直徑的增加,出現(xiàn)消光系數(shù)特征峰所對應(yīng)的頻率范圍在減小;最強吸收峰的強度趨于減弱,其最強峰對應(yīng)的頻率也趨于減小;(n,0)型出現(xiàn)反射峰對應(yīng)的頻率范圍在減小,而最強反射峰出現(xiàn)的頻率與對應(yīng)的反射系數(shù)是振蕩的,(n,n)型反射峰的頻率范圍也在減小,而最強反射峰出現(xiàn)的頻率大約位于5.38~6.20eV。(3)隨著單壁碳納米管直徑的增大,其介電常數(shù)2?在紅外波段,即大約在0~1.5eV的峰值變化緩慢,峰值對應(yīng)的頻率變化是振蕩的。(4)單壁碳納米管在高頻段的電磁屏蔽效能高于低頻段,在0~400THz隨著頻率的增加電磁屏蔽效能逐漸增加。對于鋸齒型管,在0~450THz,直徑越大,吸收損耗越小,在650~810THz直徑越大,吸收損耗越大。對于扶手椅型管,在0~420THz,直徑越大,吸收損耗越大。把碳納米管的優(yōu)良的物理性質(zhì)融入到復(fù)合材料中可以全面的提高材料的各種性能。由第一性原理的計算結(jié)果,通過選擇單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)可以對材料性能進行改善,將對單壁碳納米管在光電子器件及電磁屏蔽方面的應(yīng)用提供參考價值。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TP183;TB33

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李晶;廉迎戰(zhàn);;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專家系統(tǒng)[J];電腦與電信;2010年06期

2 金思宇;;碳納米管能級的簡單計算[J];吉林化工學(xué)院學(xué)報;2013年05期

本文編號：2820189