碳纳米管纱在应力下的压阻效应:现象和影响因素(英文)

Jude C.Anike¹，Kalayu Belay²，Jandro L.Abot¹

1. Department of Mechanical Engineering,The Catholic University of America2. Department of Physics,Florida A&M University

摘 要：碳纳米管因机械应力敏感特性而成为传感器的理想材料。单原子层厚度的石墨烯片卷曲而成的单壁碳纳米管具有大约1 nm的管径。碳纳米管纺丝形成纱,使其能够用于结构组份中。本文研究了碳纳米管纱的几何尺寸、力学性能和准静态应力加载速率对其压阻效应的影响。应力加载速率影响碳纳米管纱的失效机理和机电特性。高应力加载速率导致拉伸强度的增加和正压阻效应,而低应力加载速率引起较高的应力失效与负压阻效应。碳纳米管纱的压阻传感器系数随应力加载速率基本不变,但其对于应力水平和碳纳米管纱的几何尺寸具有高度依赖性。作为传感器所需的线性压阻关系在高应力加载速率下相关系数为0.995,而在低应力加载速率下相关系数只有0.832。

关键词：压阻效应;碳纳米管;传感器;