[發明專利]高度有序結構的層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料及制備

有效

• 申請號: 201611220744.X
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106744820B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 邰凱平;靳群;喬吉祥;趙洋;毛鵬燕;姜辛
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C01B32/168
• 分類號: C01B32/168;C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種高度有序結構的層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料的制備方法，其特征在于：該復合薄膜材料包括碳納米管薄膜基體以及均勻沉積在碳納米管束表面的層狀金屬硫族化合物功能薄膜，形成具有納米多孔結構、高導電通道的三維網絡結構；其中，碳納米管薄膜厚度為40～400 nm ，碳納米管體積分數小于10%，層狀金屬硫族化合物功能薄膜層的名義厚度為20～1000 nm，當名義膜厚為400 nm時，復合薄膜材料中碳納米管體積分數對應小于1%；其中，層狀金屬硫族化合物功能薄膜層名義厚度為在同等沉積條件下，沉積于表面平整的SiO₂基片上的薄膜厚度；層狀金屬硫族化合物功能薄膜層結晶質量高，并表現出極強的面外織構和有序顯微結構特性；

將自支撐碳納米管薄膜搭接在合金支架上，再將待沉積的碳納米管薄膜安裝在可旋轉、紅外加熱的樣品臺上，并在加熱條件下對碳納米管薄膜進行等離子體清洗處理；將預處理的碳納米管薄膜進行磁控濺射沉積，先后進行雙面鍍膜，保障碳納米管薄膜兩面都沉積層狀金屬硫族化合物功能薄膜材料，以便增加功能薄膜材料的有效厚度。

2.根據權利要求1所述的高度有序結構的層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料的制備方法，其特征在于：碳納米管薄膜由取向隨機分布且直徑為5～50 nm的束狀碳納米管所構成，碳納米管薄膜內的碳納米管長度為5～50 μm。

3.根據權利要求1所述的高度有序結構的層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料的制備方法，其特征在于：層狀金屬硫族化合物功能薄膜層的晶粒尺寸在10～200nm范圍內連續可調控。

4.根據權利要求1所述的高度有序結構的層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料的制備方法，其特征在于：均勻包裹在每一束碳納米管表面的層狀金屬硫族化合物薄膜層由連續的的納米尺度晶粒組成，沉積的晶粒厚度為10～50 nm，晶粒大小為10～200nm，同時晶粒沿著碳納米管束軸向呈現高度有序生長結構，即晶粒的同一晶體學取向都平行于碳納米管軸向，納米晶粒的（001）晶體學面平行于復合薄膜表面，相鄰晶粒之間為小角度晶界；除此以外，得益于層狀金屬硫族化合物的層狀晶體學結構特征，納米晶粒內由范德華力連接的晶面層之間形成大量孿晶和層錯，再加上小角度晶界對于載流子散射的抑制作用，使得復合薄膜材料具有較高的面內電導率和極佳的面外彎曲柔性變形性能。

5.根據權利要求1所述的高度有序結構的層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料的制備方法，其特征在于：該層狀金屬硫族化合物/碳納米管柔性復合薄膜材料為自支撐復合薄膜，無基底效應影響，提高層狀金屬硫族化合物的柔性變形性能。