[發明專利]絞線

有效

• 申請號: 200910002443.3
• 申請日: 2009-01-16
• 公開（公告）號: CN101499328A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 姜開利;劉亮;劉鍇;趙清宇;翟永超;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(深圳)有限公司
• 主分類號: H01B5/08
• 分類號: H01B5/08;H01B1/02;H01B1/04;C01B31/00;B82B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種絞線，尤其涉及一種基于碳納米管的絞線。

背景技術

碳納米管是一種由石墨烯片卷成的中空管狀物，其具有優異的力學、熱 學及電學性質。碳納米管應用領域非常廣闊，例如，它可用于制作場效應晶 體管、原子力顯微鏡針尖、場發射電子槍、納米模板等等。但是，目前基本 上都是在微觀尺度下應用碳納米管，操作較困難。所以，將碳納米管組裝成 宏觀尺度的結構對于碳納米管的宏觀應用具有重要意義。

范守善等人在Nature，2002，419：801，Spinning?Continuous?CNT?Yarns一 文中揭露了從一超順排碳納米管陣列中可以拉出一根連續的純碳納米管線， 這種碳納米管線包括多個在范德華力作用下首尾相接的碳納米管片段，每個 碳納米管片段具有大致相等的長度，且每個碳納米管片段由多個相互平行的 碳納米管構成。然而，由于上述碳納米管片段通過相互搭接來形成一連續的 碳納米管線，導致接觸點處的電阻較高，進而導致上述碳納米管線的電導率 較低，無法代替金屬導線，用于信號傳輸及電氣傳輸領域。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種絞線及其制備方法，該絞線具有良好的導 電性能、較強的機械性能、較輕的質量及較小的直徑，并且易于制造，適于 低成本大量生產。

一種絞線，包括多個碳納米管，該多個碳納米管通過范德華力首尾相連， 其中，該碳納米管絞線進一步包括導電材料包覆于碳納米管表面。

一種多股絞線，包括多個絞線相互平行排列或相互扭轉排列。

與現有技術比較，本發明中的絞線具有以下優點：其一，采用導電材料 包覆的碳納米管形成的絞線比采用純碳納米管形成的碳納米管線具有更好 的導電性。其二，由于碳納米管為中空的管狀結構，且形成于碳納米管表面 的導電層厚度一般只有幾個納米，因此，電流在通過金屬導電材料層時基本 不會產生趨膚效應，從而避免了信號在絞線傳輸過程中的衰減。其三，由于 碳納米管具有優異的力學性能及較輕的質量，因此，該絞線比純金屬導線具 有更高的機械強度及更輕的質量，適合特殊領域，如航天領域及空間設備的 應用。

附圖說明

圖1是本發明實施例絞線中包覆有導電材料的單根碳納米管的結構示意 圖。

圖2是本發明實施例絞線的制造方法的流程圖。

圖3是本發明實施例絞線的制造裝置的結構示意圖。

圖4是本發明實施例碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖5是本發明實施例沉積導電層后的碳納米管膜的掃描電鏡照片。

圖6是本發明實施例沉積導電層后的碳納米管膜中的碳納米管的透射電 鏡照片。

圖7是本發明實施例絞線的掃描電鏡照片。

圖8是圖7中的絞線中沉積導電材料后的碳納米管的掃描電鏡照片。

具體實施方式

以下將結合附圖詳細說明本發明實施例絞線的結構及其制備方法。

本發明實施例提供一種絞線，該絞線由碳納米管和導電材料構成。該絞 線為一線狀結構，線狀結構為長徑比較大的結構。具體地，該絞線包括多個 碳納米管，并且，每個碳納米管表面均包覆至少一層導電材料。其中，每個 碳納米管具有大致相等的長度，并且，多個碳納米管通過范德華力首尾相連 形成一絞線。在該絞線中，碳納米管繞絞線結構的軸向螺旋狀旋轉排列。該 絞線的直徑可以為4.5納米～100微米，優選地，該絞線的直徑為10～30微米。

請參見圖1，該絞線中每一根碳納米管111表面均包覆至少一層導電材 料。具體地，該至少一層導電材料包括與碳納米管111表面直接結合的潤濕 層112、設置在潤濕層外的過渡層113、設置在過渡層113外的導電層114 以及設置在導電層114外的抗氧化層115。

由于碳納米管111與大多數金屬之間的潤濕性不好，因此，上述潤濕層 112的作用為使導電層114與碳納米管111更好的結合。形成該潤濕層112 的材料可以為鐵、鈷、鎳、鈀或鈦等與碳納米管111潤濕性好的金屬或它們 的合金，該潤濕層112的厚度為1～10納米。本實施例中，該潤濕層112的 材料為鎳，厚度約為2納米。可以理解，該潤濕層為可選擇結構。