多壁碳纳米管的极限强度测量及其辐射诱导交联改进

摘要

由于碳纳米管优异的力学性质,人们对其应用的研究越来越多,从弹道盔甲到纳米电子器件等。然而,由于在样品制备过程中引入的杂质以及不适当的测量手段,这些性质的测量还不能达到理论预测值。本文报道了平均断裂强度>100GPa的多壁碳纳米管,超过以前观察的3倍,这些结果也与量子力学估算的仅包括偶然空位缺陷的碳纳米管结果非常吻合,吻合率是自由缺陷管期望值的80%。这可能是由于在样品制备过程中不进行化学处理,避免了缺陷的形成。利用高分辨图像可以直接确定断裂层的数量和外层的手性。与相似直径的无辐射样品相比,在200keV下,电子辐射10、100、1800s可以导致最大承载提高2.4、7.9、11.6倍,该效应被归因于层间的交联。计算模拟结果也表明了不同辐射诱导交联缺陷对层间负载分配的影响。