《高強度新型碳納米管纖維研制成功》練習題

時間：2021-06-15 13:49:26 試題我要投稿

　　高強度新型碳納米管纖維研制成功

《高強度新型碳納米管纖維研制成功》練習題

　　英國劍橋大學材料科學教授阿蘭·魏德爾與美國陸軍士兵研究開發(fā)中心的研究人員共同研制出一種新型碳納米管纖維。該碳納米管纖維上最脆弱的地方也需要1吉帕斯卡的應(yīng)力才能折斷，強度足以與鋼鐵相媲美。

　　碳納米管是一種棉線狀的碳分子，帶有僅一個原子厚度的壁。雖然它們具有非常強的導電性能，但可靠性難以保證。為了制作這種超強纖維，魏德爾在熱爐中將碳汽化，然后吹出一股碳納米管流。當這些碳納米管在空中被捕獲并圍繞一個軸旋轉(zhuǎn)時，就會形成一根由數(shù)十億個分子組成的纖維，而這些分子沿著碳納米管緊密排列在一起。

　　研究人員認為，強度的改善主要取決于纏繞速度，以便將碳納米管更好地排列成線以及更緊密地包裹起來。研究人員通過調(diào)節(jié)爐溫和調(diào)整纏繞速度優(yōu)化制作工藝，制作出的纖維強度較其他小組制作的要高出0.3倍。為了使制作的纖維密度更大，他們還在制作工藝中增加了一個步驟，讓纖維通過丙酮氣體。丙酮氣體可在纖維上凝結(jié)成一層液體，由于表面張力效應(yīng)將納米管拉在一起，從而增強纖維強度。

　　新碳納米纖維一般要在施以大約6吉帕斯卡的應(yīng)力時才發(fā)生斷裂，強度要高于制造防彈背心的常用材料芳綸，而且可與兩種最高強度的商業(yè)材料基綸和迪尼瑪相抗衡。目前，研究人員已制作出一根單獨的超強碳納米管纖維，可承受9吉帕斯卡的應(yīng)力，表現(xiàn)出具有無與倫比的超強性能，而用別的方法制作的碳納米管纖維最多可承受3吉帕斯卡的應(yīng)力。

　　魏德爾目前能制作出的最好纖維長度僅為1毫米，這主要是因為纖維越長，包含的細微碳顆粒和其他缺陷就越有可能削弱它的強度。即便調(diào)節(jié)制作工藝，如調(diào)整纏繞速度和利用丙酮方法，都不能改變這些碳素顆粒，因此必須回到化學合成的方法來解決這類問題。研究人員稱，這種纖維最具前景的應(yīng)用也許是制作防彈衣和開采油氣鉆頭。

　　（《科技日報》2007年11月23日）

　　6．下列對新型碳納米管纖維的解說，錯誤的一項是

　　A．新型碳納米管纖維是一種棉線狀碳分子，它只有一個原子的厚度。

　　B．新型碳納米管纖維是由數(shù)十億個沿著碳納米管緊密排列在一起的分子組成的纖維。

　　C．新型碳納米管纖維是一種導電性能強、承受應(yīng)力強的新型纖維。

　　D．新型碳納米管纖維是通過調(diào)節(jié)爐溫、調(diào)整纏繞速度等增強了強度的一種新型纖維。

　　7．下列說法不屬于新型碳納米管纖維制作工藝的一項是

　　A．調(diào)節(jié)爐溫，使碳在熱爐中汽化，吹出碳納米管流。

　　B．調(diào)整纏繞速度，將碳納米管排列成線并緊密地包裹起來。

　　C．纖維通過丙酮氣體時，丙酮在纖維上凝結(jié)成液體，通過表面張力將納米管拉在一起。

　　D．用化學合成的'方法改變細微碳素顆粒，增強纖維強度。

　　8．下列說法不符合文章內(nèi)容的一項是