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作者：

代利峰

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摘要：

由于独特的结构和优异的物理,化学,电学性质,碳纳米管被认为是制备高性能复合材料的理想增强体,其中Al基体和Cu基体碳纳米管复合材料具有耐腐蚀,低密度,易加工等特性,具有非常广阔的应用前景.研究表明,碳纳米管与Al和Cu浸润性差,影响了碳纳米管与Al和Cu接触界面的导电性.而掺杂能改善碳纳米管与金属接触界面的导电性.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理模拟研究了掺Fe碳纳米管对Al原子的吸附,掺B(N)碳纳米管对Cu原子的吸附以及含缺陷碳纳米管对Al原子的吸附.目前,与B(N)掺杂相比碳纳米管掺Fe的研究很少,并且Fe与碳纳米管功函数接近,相互之间的导电性较好,因此特别研究了掺Fe对碳纳米管导电性的影响.此外,本文还对含缺陷碳纳米管的Al吸附特性进行了研究.吸附能,能带结构和电荷分布的计算结果表明:掺Fe后,Al与碳纳米管之间由物理吸附转变为化学吸附,并提高了碳纳米管与Al接触界面的导电性;掺N提高了Cu与碳纳米管之间的共价性键结合;掺B提高了Cu与碳纳米管之间的离子性键结合,并改善了碳纳米管与Cu接触界面的导电性.51DB缺陷空位处吸附Al原子时,吸附能增大近三倍,但电荷转移量没有提高;拓扑缺陷七元环中心处吸附Al原子时,吸附能增加60%,电荷转移量提高45%.因此,拓扑缺陷可以改善碳纳米管与Al接触界面导电性.

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学位级别：

硕士

学位年度：

2017