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      2. 《高強(qiáng)度新型碳納米管纖維研制成功》練習(xí)題

        時(shí)間:2021-06-15 13:49:26 試題 我要投稿

        《高強(qiáng)度新型碳納米管纖維研制成功》練習(xí)題

          高強(qiáng)度新型碳納米管纖維研制成功

        《高強(qiáng)度新型碳納米管纖維研制成功》練習(xí)題

          英國(guó)劍橋大學(xué)材料科學(xué)教授阿蘭·魏德?tīng)柵c美國(guó)陸軍士兵研究開(kāi)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(qiáng)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(gè)原子厚度的壁。雖然它們具有非常強(qiáng)的導(dǎo)電性能,但可靠性難以保證。為了制作這種超強(qiáng)纖維,魏德?tīng)栐跓釥t中將碳汽化,然后吹出一股碳納米管流。當(dāng)這些碳納米管在空中被捕獲并圍繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),就會(huì)形成一根由數(shù)十億個(gè)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(rèn)為,強(qiáng)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(lái)。研究人員通過(guò)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(qiáng)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(gè)步驟,讓纖維通過(guò)丙酮?dú)怏w。丙酮?dú)怏w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(qiáng)纖維強(qiáng)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(shí)才發(fā)生斷裂,強(qiáng)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(qiáng)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(dú)的超強(qiáng)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(wú)與倫比的超強(qiáng)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?tīng)柲壳澳苤谱鞒龅淖詈美w維長(zhǎng)度僅為1毫米,這主要是因?yàn)槔w維越長(zhǎng),包含的細(xì)微碳顆粒和其他缺陷就越有可能削弱它的強(qiáng)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(xué)合成的方法來(lái)解決這類(lèi)問(wèn)題。研究人員稱(chēng),這種纖維最具前景的應(yīng)用也許是制作防彈衣和開(kāi)采油氣鉆頭。

         。ā犊萍既?qǐng)?bào)》2007年11月23日)

          6.下列對(duì)新型碳納米管纖維的解說(shuō),錯(cuò)誤的一項(xiàng)是

          A.新型碳納米管纖維是一種棉線狀碳分子,它只有一個(gè)原子的厚度。

          B.新型碳納米管纖維是由數(shù)十億個(gè)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(dǎo)電性能強(qiáng)、承受應(yīng)力強(qiáng)的新型纖維。

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

          7.下列說(shuō)法不屬于新型碳納米管纖維制作工藝的一項(xiàng)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(lái)。

          C.纖維通過(guò)丙酮?dú)怏w時(shí),丙酮在纖維上凝結(jié)成液體,通過(guò)表面張力將納米管拉在一起。

          D.用化學(xué)合成的'方法改變細(xì)微碳素顆粒,增強(qiáng)纖維強(qiáng)度。

          8.下列說(shuō)法不符合文章內(nèi)容的一項(xiàng)是

          A.超強(qiáng)碳納米管纖維,可承受的應(yīng)力是普通碳納米管纖維承受應(yīng)力的3倍之多。

          B.目前能制作出的最好纖維長(zhǎng)度僅有1毫米長(zhǎng)主要是受到制作工藝的制約。

          C.新碳納米纖維能承受大約6吉帕斯卡的應(yīng)力,強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于制造防彈背心的基綸。

          D.從發(fā)展的前景看,新型碳納米管纖維可能是制作防彈衣和開(kāi)采油氣鉆頭的最好原料。

          參考答案:

          6.A(它只有一個(gè)原子的厚度說(shuō)法錯(cuò)誤)

          7.D(用化學(xué)合成的方法不屬于制作工藝)

          8.C(基綸是一種高強(qiáng)度的商業(yè)材料)

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