[發明專利]一種銅填充碳納米管陣列基復合材料及其制備方法有效
| 申請號： | 201810153206.6 | 申請日： | 2018-02-11 |
| 公開（公告）號： | CN110143585B | 公開（公告）日： | 2021-03-16 |
| 發明（設計）人： | 姚亞剛;張凱 | 申請（專利權）人： | 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所;中國科學院大學 |
| 主分類號： | C01B32/178 | 分類號： | C01B32/178 |
| 代理公司： | 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256 | 代理人： | 王茹;王鋒 |
| 地址： | 215123 江蘇省蘇州市*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 填充 納米 陣列 復合材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種金屬填充碳納米管陣列基復合材料的制備方法，其特征在于包括：
提供碳納米管陣列；
使含有金屬元素的前驅體汽化后被還原性載氣攜帶進入所述碳納米管陣列內部，并反應形成復數個納米金屬顆粒，所述納米金屬顆粒的尺寸為10~500 nm，所述的反應溫度為200~1300℃；
使所述復數個納米金屬顆粒在所述碳納米管陣列的內部孔隙中成核生長，形成復數個微米金屬顆粒，獲得填充所述碳納米管陣列內部孔隙的復數個微米金屬顆粒，所述微米金屬顆粒的尺寸為5~50 μm；
對填充有微米金屬顆粒的所述碳納米管陣列進行高溫退火處理，使所述復數個微米金屬顆粒相互融合，獲得金屬填充碳納米管陣列基復合材料，所述高溫退火處理的溫度為800~1600℃，時間為0.25~8 h。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述前驅體為含有高導熱金屬元素的化合物。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述金屬元素選自銀、銅、鎂中的任意一種或兩種以上的組合。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述還原性載氣選自氫氣和惰性氣體的混合氣體。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：所述還原性載氣的流速為50~1500sccm。
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述碳納米管陣列為碳納米管垂直陣列。
8.一種銅填充碳納米管陣列基復合材料的制備方法，其特征在于包括：
將含銅前驅體、碳納米管陣列分別置于常壓化學氣相沉積設備的第一溫區、第二溫區；
將第一溫區的溫度調節至所述前驅體的熔點或以上，從而使所述前驅體汽化，并以還原性載氣攜帶所述前驅體進入所述碳納米管陣列內部；
將第二溫區的溫度調節至200~1300℃，從而使所述還原性載氣與所述前驅體在所述碳納米管陣列內部反應形成復數個納米銅顆粒，并使所述復數個納米銅顆粒在所述碳納米管陣列的內部孔隙中成核生長，形成復數個微米銅顆粒，所述納米銅顆粒的尺寸為10~500nm，所述微米銅顆粒的尺寸為5~50 μm；
將第二溫區的溫度調節至800~1600℃，對填充有微米銅顆粒的所述碳納米管陣列進行高溫退火處理0.25~8 h，使所述復數個微米銅顆粒相互融合，獲得銅填充碳納米管陣列基復合材料；
所述銅填充碳納米管陣列基復合材料中銅的填充量為10~90wt%，孔隙率為10~80%，在25℃下的熱擴散系數為10~300 mm2/s。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述前驅體為含銅化合物。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于：所述含銅化合物為醋酸銅或硫酸銅。
11.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述還原性載氣選自氫氣和惰性氣體的混合氣體。
12.根據權利要求11所述的制備方法，其特征在于：所述惰性氣體為氬氣。
13.根據權利要求11所述的制備方法，其特征在于：所述還原性載氣的流速50~1500sccm。
14.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述碳納米管陣列為碳納米管垂直陣列。
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