[發(fā)明專利]結合碳顆粒纖維的方法及含有碳顆粒的玻璃纖維

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410795926.4
• 申請日: 2005-02-25
• 公開（公告）號: CN104609721A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設計）人: D·S·格雷沃爾
• 申請（專利權）人: 朗訊科技公司
• 主分類號: C03B37/02
• 分類號: C03B37/02
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

本申請是申請日為2005年2月25日、申請?zhí)枮?00510052422.4、發(fā)明名稱為“結合碳顆粒纖維的方法及含有碳顆粒的玻璃纖維”的發(fā)明專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及碳顆粒，比如碳納管微粒(carbon?nanotube?molecules)和碳微絲，以及更具體地涉及結合碳顆粒成為纖維，在其中碳顆粒是對齊的。

背景技術

碳顆粒，比如碳納管微粒和碳微絲具有一系列很需要的性能，包括電性能、力學性能和熱傳導性能。然而，顆粒是較短的，例如，最長的顆粒的數(shù)量級為數(shù)微米。不幸的是這樣的長度對于能證明碳顆粒是有利的各種用途通常并不適宜。

發(fā)明內容

本發(fā)明人已知道，按照本發(fā)明的原理，碳顆粒，比如碳微絲和碳納管微粒可以使用制造光學纖維方法派生的方法結合成為對齊的纖維。更具體地，碳顆粒是埋入玻璃內，它隨后拉伸以使它們對齊。使碳顆粒對齊意味著在一個局部附近區(qū)域內每個不同的顆粒沿著最長尺寸的軸線是基本上平行的。

在本發(fā)明的一個實施例中，碳顆粒是碳納管微粒，以及一個開始的混合物是借助分散碳納管微粒在溶膠-凝膠溶液內形成，該溶液是液體玻璃的一種形式。一種酯添加入混合物，使混合物固結為一個玻璃體，玻璃體可能是多孔的。此時，玻璃體內可以任選地灌注一種或多種其它材料，以影響玻璃體的性能，從而有利于纖維的處理或最終的性能。玻璃體可以隨后加熱以固結，即除去某些或全部可能有的微孔，從而形成一個固結玻璃體。加熱可以在一種氣體的參與下進行，例如保持固結玻璃體遠離氧。固結玻璃體隨后拉伸成為一條纖維。拉伸為一條纖維可以借助插入固結玻璃體到一個帶有一個孔的較大的玻璃體(例如，一段玻璃管)內，該孔能夠接收固結玻璃體。按照本發(fā)明的一個方面，多個固結玻璃體可以放置在較大的玻璃體內，如果這個較大玻璃體具有多個孔，至少對每個固結玻璃體有一個孔。包括至少一個固結玻璃體的較大玻璃體隨后繼續(xù)固結，例如通過加熱，從而使固結玻璃體與較大玻璃體融合為一個單一的所謂的“預制件”。

預制件隨后使用普通的光學纖維技術拉伸，成為一條玻璃纖維，該玻璃纖維具有至少一個碳納管纖維在其中，例如，對于每個固結玻璃體有一條纖維放置在較大玻璃體內。按照本發(fā)明的一個方面，當含有碳納管微粒的玻璃纖維拉伸時，來自每個固結玻璃體的碳納管微粒，分別地對齊和連接到一起以形成在玻璃纖維內的每條碳納管纖維。任選地，如果需要含有碳納管纖維的玻璃纖維可以扭轉并再加熱，以便于扭轉，引起碳納米管纖維并朝玻璃纖維的軸線拉伸，從而使在碳納管纖維之間和之內的某些玻璃被排擠。最后，優(yōu)選地，包覆碳納管纖維的部分或全部可以除去，例如，使用化學或機械方法，或用兩者的結合處理。

在本發(fā)明的另一實施例中，碳顆粒是碳微絲。

在本發(fā)明的又另一實施例中，碳微絲和碳納管微粒同時使用以制造一個單一的纖維。

在本發(fā)明的又另一實施例中，碳微絲使用于制造一條纖維，以及碳納米管微粒使用于制造另一條纖維，以及兩條纖維在任選的扭轉階段內扭轉。

附圖說明

在附圖中：

圖1示出按照本發(fā)明的原理用于結合碳顆粒成為對齊的纖維的一個典型過程；

圖2示出一個典型的固結玻璃體，帶有碳微粒分散在其中；

圖3示出多個固結玻璃體，各玻璃體放置在一個較大玻璃體的一個相應的孔內；

圖4示出一個預制件，其中拉伸過程已開始，以便制出在玻璃纖維內的對齊的碳顆粒纖維；

圖5示出對齊的碳顆粒纖維的扭轉以及最終的結合的扭轉對齊碳顆粒纖維；以及

圖6示出一個結合的扭轉對齊碳顆粒纖維，一部分玻璃已被除去。

具體實施方式

下面僅說明本發(fā)明的原理。因此可以理解，本領域的熟練人員能夠設想各種不同的安排，雖然沒有明確地在此處說明或示出，這些不同的安排也體現(xiàn)本發(fā)明的原理也包括在本發(fā)明的精神和范圍內。再者，此處列舉的全部實例和有限制的語言原則上僅作為教學目的有意地表達，以幫助讀者了解本發(fā)明的原理以及發(fā)明人對本領域發(fā)展的貢獻的概念，以及構造為不限制在這些特別列舉的實例和條件。并且，全部此處列舉的本發(fā)明的原理，方面和實施例以及其特定的實例有意地包括它們的結構和功能的等同物。此外，有意地使這些等同物包括現(xiàn)在已知的等同物，以及未來發(fā)展的等同物，即不管其結構如何，包括執(zhí)行相同功能而發(fā)展的任何元件。

因此，例如本領域的技術人員可以理解，此處的附圖可以代表實施本發(fā)明原理的概念圖。