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研究生： 楊敬亭
Yang, Ching-Ting
論文名稱： 多壁奈米碳管/水泥複合材料之電磁屏蔽與熱傳導性質研究
Electromagnetic interference shielding effectiveness and thermal conductivity of carbon nanotube/cement composites
指導教授： 徐文光
Hsu, Wen-Kuang
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 材料科學工程學系
Materials Science and Engineering
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 49
中文關鍵詞： 水泥 、奈米碳管 、電磁波屏蔽 、熱傳導係數
外文關鍵詞： cement, carbon nanotube, Electromagnetic interference shielding, thermal conductivity
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    • 本研究將酸化處理的多壁奈米碳管與水泥以超音波震盪與機械式拌合製成奈米碳管/水泥複合材料，發現添加1wt%以上的碳管能夠提升奈米碳管/水泥複合材的電磁波屏壁效能，但亦發現過多的碳管添加會產生聚集並使熱傳導係數與抗壓強度下降。

    In this study, shielding of electromagnetic interference by composites made from multi-walled carbon nanotubes and cement is tested at radiofrequency and improved shielding effectiveness is realized at the expense of decrease in compressive strength and thermal conductivity.

    總目錄 摘要 ii Abstract ii 總目錄 iii 圖目錄 vi 表目錄 viii 第一章 研究動機 1 第二章 文獻回顧 1 2-1 水泥 1 2-1-1水泥的歷史 1 2-1-2成分 3 2-1-3水化反應 4 2-1-4微結構 6 2-1-5熱性質 6 2-2奈米碳管 7 2-2-1奈米碳管的基本結構 7 2-2-2奈米碳管的電性 8 2-2-3奈米碳管的熱傳導係數 9 2-2-4 奈米碳管的機械性質 12 2-3多壁奈米碳管/水泥複合材料 12 2-4電磁波屏壁 13 2-4-1 電磁波所造成的影響 13 2-4-2 電磁波屏壁機制 16 第三章 實驗方法 18 3-1實驗藥品與儀器 18 3-2實驗步驟 19 3-2-1多壁奈米碳管酸化 19 3-2-2多壁奈米碳管/水泥複合材製備 21 3-2-3拉曼光譜量測 23 3-2-4水氣吸附量測 23 3-2-5總孔洞面積與平均孔徑量測 24 3-2-6熱擴散係數與比熱量測 24 3-2-7電阻率量測 25 3-2-8電磁波屏壁效能、介電係數與導磁係數量測 25 3-2-9抗壓強度量測 25 第四章 結果與討論 26 4-1 奈米碳管/水泥複合材之形貌與奈米碳管之分散性 26 4-1-1 掃瞄式電子顯微鏡(SEM) 26 4-1-2 拉曼光譜 29 4-1-3 水氣吸附 31 4-1-4 水銀測孔 33 4-2熱性質、電磁波屏壁與抗壓強度 35 4-2-1 熱性質 35 4-2-2 電磁波屏壁 37 4-2-3 抗壓強度 43 第五章 結論 45 第六章 參考資料 46   圖目錄 圖 1 混凝土組成 2 圖 2 水化產物產量與時間關係圖 5 圖 3 單層石墨捲曲成碳管之示意圖 8 圖 4多壁奈米碳管的熱傳導係數與溫度關係圖 11 圖 5奈米碳管、單層石墨、石墨之熱傳導係數與溫度之關係理論值 11 圖 6 酸化碳管與CH或CSH反應示意圖 13 圖 7 多壁奈米碳管酸化流程圖 20 圖 8 多壁奈米碳管/水泥複合材製備流程圖 22 圖 9 0wt%樣品SEM照片-1 27 圖 10 1wt%樣品SEM照片 27 圖 11 3wt%樣品SEM照片 28 圖 12 3wt%樣品SEM照片 28 圖 13 3wt%樣品與酸化多壁奈米碳管之拉曼光譜 30 圖 14 3wt%樣品與純水泥之拉曼光譜 30 圖 15不同碳管濃度試片之單位面積水氣吸附 32 圖 16 碳管濃度提高使水氣吸附面積增加示意圖 32 圖 17 不同分散狀況與水氣吸附量之關係 32 圖 18 相同碳管濃度時不同分散程度對於水氣吸附面積影響之示意圖 32 圖 19 不同碳管濃度試片之平均孔洞半徑與孔洞總面積 34 圖 20不同碳管濃度與孔洞半徑示意圖 34 圖 21 熱性質與碳管添加量之關係圖 36 圖 22 不同碳管濃度試片之電磁波屏壁效率 38 圖 23不同碳管濃度試片電磁波反射與入射之強度比 38 圖 24不同碳管濃度試片電磁波吸收與入射之強度比 39 圖 25不同碳管濃度試片之特徵阻抗 39 圖 26不同碳管濃度試片之導磁率 40 圖 27不同碳管濃度試片之導磁率虛部 40 圖 28 不同碳管濃度試片之電阻率與導電率 41 圖 29 不同碳管濃度試片之介電係數實部對頻率之關係 41 圖 30 不同碳管濃度試片之介電係數虛部對頻率之關係 42 圖 31 不同碳管同度試片之抗壓強度 44   表目錄 表 1波特蘭水泥成分 3 表 2水泥化學簡寫符號 4 表 3 水泥各成分在水化反應時之性質 5 表 4 水泥微結構組成與特性 6

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    43. 前述所引用之規範使新型態的建築(如薄膜式遮頂)無法發展，因此在民國九十三年三月十日已第八節第四十五條刪除，但我們還是可以知道一般建築物的熱傳透是不宜過高的。.
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