[發明專利]一種前驅體陶瓷與碳納米管復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210486462.X
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103022434A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張軍偉;黃慶;胡春峰;李磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;B82Y30/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

1.一種前驅體陶瓷與碳納米管復合材料，其特征是：由碳納米管與前驅體陶瓷組成，所述的前驅體陶瓷是SiCN陶瓷、SiCO陶瓷、包含摻雜元素的SiCN陶瓷、包含摻雜元素的SiCO陶瓷中的一種，所述的碳納米管均勻分散在前驅體陶瓷中。

2.根據權利要求1所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料，其特征是：所述的碳納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或者二者的混合物。

3.根據權利要求1所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料，其特征是：所述的摻雜元素包括B、Al、Fe、Zr、Ti元素中的一種或者幾種元素。

4.根據權利要求1所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料，其特征是：所述的碳納米管和前驅體陶瓷的質量份數比為0.1:100～100:100。

5.根據權利要求1所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料，其特征是：所述的碳納米管和前驅體陶瓷的質量份數比為0.1:100～30:100。

6.根據權利要求1所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料，其特征是：所述的碳納米管被碳納米纖維替代。

7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料的制備方法，其特征是：包括如下步驟：

步驟1、利用超聲分散方法將碳納米管均勻分散到有機溶劑中形成第一混合液；利用磁力攪拌方法將聚硅氮烷、聚硅氧烷、包含摻雜元素的聚硅氮烷或者包含摻雜元素的聚硅氧烷溶解于同種有機溶劑形成第二混合液；均勻混合第一混合液與第二混合液，得到第三混合液；

步驟2、減壓蒸餾第三混合液，待其中有機溶劑完全蒸出后升溫至150～400℃進行交聯，交聯后自然冷卻，然后將產物交聯體的粒度球磨至300目以下，得到交聯后的復合材料粉體；

步驟3、將復合材料粉體裝入加蓋的陶瓷舟內，在氬氣保護條件下升溫至700～1500℃進行高溫熱解，然后降溫冷卻至室溫，得到前驅體陶瓷與碳納米管復合材料。

8.根據權利要求7所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料的制備方法，其特征是：所述的步驟1中，有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、甲苯、二甲苯、硝基苯、N-甲基吡咯烷酮（NMP）中的一種或幾種的混合。

9.根據權利要求7所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料的制備方法，其特征是：所述的步驟2中，減壓蒸餾過程中溫度保持在室溫至所述有機溶劑在室溫1個大氣壓下的沸點范圍之間。

10.根據權利要求7所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料的制備方法，其特征是：所述的步驟3中，升溫速率為0.1～50℃/min。

11.根據權利要求7所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料的制備方法，其特征是：所述的步驟3中，熱解溫度為800℃～1200℃，熱解時間為0.1h～10h。

12.根據權利要求7所述的前驅體陶瓷與碳納米管復合材料的制備方法，其特征是：所述的步驟3中，熱解溫度后以0.1～50℃/min的降溫速率降至室溫。