[發明專利]制造碳納米結構體的方法和制造碳納米結構體的裝置

有效

• 申請號: 201680066044.1
• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN108349729B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 日方威;大久保總一郎;中井龍資;谷岡大輔
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C23C8/20;C23C8/22;D01F9/133;D01F9/127
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王海川;穆德駿

本發明的一個實施方式的制造碳納米結構體的方法是如下的制造碳納米結構體的方法，所述方法包括：準備含有可滲碳金屬作為主要成分的基材的準備步驟；以及在加熱所述基材的同時供給含碳氣體的碳納米結構體生長步驟，其中所述碳納米結構體生長步驟包括使所述基材的加熱部分逐漸裂開。優選通過對所述基材進行剪切來實施所述碳納米結構體生長步驟中的裂開。優選通過用激光照射所述基材的裂開部分來實施所述碳納米結構體生長步驟中的加熱。所述準備步驟優選包括在所述基材中形成用于誘導裂開的切口。優選地，在所述碳納米結構體生長步驟中的所述基材未被氧化。

技術領域

本發明涉及制造碳納米結構體的方法和制造碳納米結構體的裝置。

本申請要求2015年11月11日提交的日本專利申請2015-221556的優先權，并且將其全部內容通過引用的方式并入本文中。

背景技術

其中碳原子以納米級的間隔平行排列的碳納米結構體如線性碳納米管和片狀石墨烯是迄今已知的。這樣的碳納米結構體通過例如包括以下步驟的方法獲得：在加熱諸如鐵的微細催化劑的同時供給含有碳的原料氣體，從而從催化劑生長碳納米結構體(參見例如日本特開2005-330175號公報)。

在上述現有制造方法中，在構成碳納米結構體的碳納米絲的生長期間，難以控制自催化劑的生長方向，并且容易發生生長的碳納米絲的扭結。這樣的扭結的出現會在碳納米絲中產生諸如五元環和七元環的結構缺陷，導致電阻局部增加等。此外，難以高密度地捆扎多根碳納米絲。

鑒于上述情況，已經提出了如下方法，其中使催化劑氧化，并且在對氧化的催化劑進行滲碳熱處理的同時將其分割，從而在得到的分割的表面之間生長碳納米絲(參見日本特開2013-237572號公報)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-330175號公報

專利文獻2：日本特開2013-237572號公報

發明內容

本發明的一個實施方式的制造碳納米結構體的方法是如下的制造碳納米結構體的方法，所述方法包括：準備含有可滲碳金屬作為主要成分的基材的準備步驟；以及在加熱所述基材的同時供給含碳氣體的碳納米結構體生長步驟。在所述方法中，碳納米結構體生長步驟包括使基材的加熱部分逐漸裂開。

本發明的另一實施方式的制造碳納米結構體的裝置是如下的制造碳納米結構體的裝置，所述裝置包括密閉容器、向所述密閉容器供給含碳氣體的氣體供給單元、以及在密閉容器中加熱含有可滲碳金屬作為主要成分的基材的加熱單元。所述裝置包括保持基材的多個保持部，并且所述多個保持部被構造成可移動的，以使基材逐漸裂開。

附圖說明

[圖1]圖1為顯示本發明的一個實施方式的制造碳納米結構體的裝置的示意圖；

[圖2]圖2為從上方(Y方向)觀察圖1的制造裝置的保持塊的示意圖；

[圖3]圖3為顯示本發明的一個實施方式的制造碳納米結構體的方法中使用的基材的示意性透視圖；

[圖4]圖4為在試驗例1中的碳納米結構體生長步驟期間用顯微鏡觀察的圖像的實例；

[圖5]圖5為試驗例1中的裂開后的基材和得到的碳納米絲的照片；

[圖6]圖6為試驗例1中的裂開后的基材和得到的碳納米絲的照片；

[圖7]圖7為試驗例1中的裂開后的基材和得到的碳納米絲的照片；

[圖8]圖8為試驗例3中的分割后的基材和得到的碳納米絲的照片。

具體實施方式

[技術問題]