CN105164049B - 碳纳米管片材及碳纳米管片材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳纳米管片材,该碳纳米管片材具有使无数的碳纳米管垂直取向而成的碳纳米管层(3),以及保持所述碳纳米管的底端部的纤维状的碳化层(4),所述碳纳米管层(3)形成在该碳纳米管的顶端部及底端部倾倒的同时、中间部相互缠绕的状态。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纳米管片材及碳纳米管片材的制造方法。
背景技术
碳纳米管为具有各种特性的原材料,其在众多领域中的应用备受期待。特别是,使各个碳纳米管垂直取向的、即垂直取向性的碳纳米管组的表面积大,因而可体现碳纳米管的特性,应用范围广。
这种垂直取向性的碳纳米管组在其制造过程中,通常形成于基板的表面。作为从该基板的表面剥离垂直取向性的碳纳米管组的方法,人们提出了利用水及其温度的方案(例如,请参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-149517号公报
发明内容
本发明要解决的技术问题
但是,在上述专利文献1记载的方法中,由于从基板上剥离后的各个碳纳米管完全无法得到保持,从而维持该碳纳米管组的片材形状的力较弱。因此,在从基板上剥离的碳纳米管组为大面积的情况下,存在该片材形状在剥离时容易瓦解的问题。
此外,在上述专利文献1记载的方法中,能够以维持碳纳米管组在基板上形成的形状特性的状态将碳纳米管组从基板上剥离。但是在追求更高性能的碳纳米管组的近年来,这成为了由于剥离而无法提高碳纳米管组的特性的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种碳纳米管片材及碳纳米管片材的制造方法,该碳纳米管片材即使在大面积情况下也可以维持片材形状,并能够提高碳纳米管的特性。
解决技术问题的技术手段
为了解决上述技术问题,本发明的权利要求1的碳纳米管片材具有使无数碳纳米管垂直取向而成的碳纳米管层,以及保持上述碳纳米管的底端部的纤维状的碳化层,
上述碳纳米管层形成在该碳纳米管的顶端部及底端部倾倒的同时、中间部相互缠绕的状态。
为了解决上述技术问题,本发明的权利要求2的碳纳米管片材的制造方法具备如下工序:复合工序,其通过加热热碳化性片材,对碳纳米管组进行按压,形成复合片材;和
碳化工序,其通过在惰性气体气氛下加热上述复合片材,使该复合片材中的上述热碳化性片材碳化;
上述热碳化性片材是经加热则会碳化形成纤维状的热碳化性片材。
此外,本发明的权利要求3的碳纳米管片材的制造方法为,权利要求2所述的制造方法的碳化工序中的复合片材的挠曲通过防挠曲部件而得到控制。
进一步,本发明的权利要求4的碳纳米管片材的制造方法为,权利要求2或3所述的制造方法的复合工序的碳纳米管组是通过相互按压两片垂直取向性的碳纳米管组、使其层叠而成的碳纳米管组。
此外,本发明的权利要求5的碳纳米管片材的制造方法为,在权利要求4所述的制造方法中,分别构成两片垂直取向性的碳纳米管组的碳纳米管的长度及/或密度相互不同。
此外,本发明的权利要求6的碳纳米管片材的制造方法为,对权利要求2~5中任意一项所述的制造方法的复合工序中的碳纳米管组进行的热碳化性片材的按压为,用垂直取向性的碳纳米管组分别从热碳化性片材的表面和背面对其进行夹持。
此外,本发明的权利要求7的碳纳米管片材的制造方法为,将权利要求2~6中任意一项所述的制造方法的热碳化性片材从进行复合工序的场所转移到进行碳化工序的场所,为分批输送或连续输送。
发明效果
根据上述碳纳米管片材及碳纳米管片材的制造方法,即使在大面积的情况下也可以维持片材形状,并能够提高碳纳米管的特性。
附图说明
图1为本发明的实施例1的碳纳米管片材的放大截面图,(a)为碳纳米管层为刷状的碳纳米管片材,(b)为碳纳米管层为交错状的碳纳米管片材;
图2为同一碳纳米管片材经SEM的放大照片,(a)为500倍的截面,(b)为2000倍的截面,(c)为5000倍的截面;
图3为交错状的碳纳米管层经SEM的放大照片,(a)为11000倍的表面,(b)为10000倍的表面,(c)为13000倍的截面;
图4为表示同一碳纳米管片材的制造方法的工序示意图;
图5为表示在同一制造方法中使用的制造装置的结构示意图;
图6为本发明的实施例2的碳纳米管片材的放大截面图;
图7为表示在同一碳纳米管片材的制造方法中使用的制造装置的结构示意图;
图8为表示本发明的实施例3的碳纳米管片材的一个实施方案的放大截面图;
图9为表示同一碳纳米管片材的另一实施方案的放大截面图;
图10为表示本发明的实施例4的碳纳米管片材的一个实施方案的放大截面图;
图11为表示同一碳纳米管片材的另一实施方案的放大截面图。
具体实施方式
[实施例1]
以下,基于附图对本发明的实施例1的碳纳米管片材及其制造方法进行说明。
首先,对上述碳纳米管片材进行说明。
如图1所示,该碳纳米管片材1具有使无数碳纳米管垂直取向而成的碳纳米管层3,以及为了维持该碳纳米管层3的层形状而保持了各个碳纳米管的底端部的纤维状的碳化层4。即,上述碳纳米管的底端部通过纤维状的碳化层4而得到保持,因此,上述碳纳米管层3即使为图1(a)所示的刷状,也不会散开。当然,上述碳纳米管层3若为图1(b)所示交错状,碳纳米管互相通过范德华力结合,因此更加难以散开。在此,交错状是指碳纳米管的顶端部及底端部倾倒的同时中间部相互缠绕的状态。
该碳纳米管片材1及其交错状的碳纳米管层3的经SEM的放大照片分别如图2及图3所示。图2中的符号4f表示碳化层4的纤维,图2(b)及图2(c)为图2(a)中的b及c范围的放大照片。如这些图2(a)~图2(c)所示可知,碳化层4的纤维4f熔接并缠绕在碳纳米管层3上。此外,图3(a)及图3(b)表示交错状的碳纳米管层3的表面,图3(c)表示交错状的碳纳米管层3的截面。在图3(c)中,符号3t表示碳纳米管的顶端部(斜倒),符号3m表示碳纳米管的中间部(在约纵向上互相缠绕),符号3r表示碳纳米管的底端部(斜倒)。图3所示交错状的碳纳米管层3通过按压,约180μm的厚度被压成约8~10μm。
根据上述碳纳米管片材,碳纳米管层3因纤维状的碳化层4而不会分散,因此即使是由辊回收的大面积的碳纳米管片材1,其片材形状也不会瓦解,能够以片材形状得到碳纳米管层3。
特别是,由于碳纳米管层3为交错状,在所获得的碳纳米管片材1的润湿性及热导率能够得到提高的同时,能使片材形状的维持更加牢固。
以下,对上述碳纳米管片材1的制造方法进行说明。此外,作为下列中的一个例子,对上述碳纳米管层3为刷状的碳纳米管片材进行说明。
若进行概略说明,则如图4所示,该制造方法包括复合工序73及碳化工序74,所述复合工序73使碳纳米管组及热固性树脂(苯酚、环氧基、三聚氰胺、尿素、醇酸等的树脂)制的膜片复合形成复合片材,所述碳化工序74使该复合片材的膜片碳化形成纤维状的碳化层4。另外,上述热固性树脂制的膜片为热碳化性片材的一个例子。该热碳化性片材只要是经加热而碳化形成纤维状的膜片即可,例如,除了热固性树脂制的膜片之外,可以是来自木材的纤维素类的无纺布片材等。以下,将上述热固性树脂制的膜片仅称作膜片。此外,碳纳米管组是以与上述碳纳米管层3相同的构成、使无数碳纳米管聚集成刷状而形成的,但因其为通过碳化层4保持的之前的单体,故与碳纳米管层3相区别而如此称呼。
在上述复合工序73中,通过加热膜片并对碳纳米管组进行按压,形成由碳纳米管组及膜片构成的复合片材。此外,在上述碳化工序74中,通过在氮气气氛下加热上述复合片材,膜片经碳化形成纤维状的碳化层4。碳化层4及碳纳米管层3均为碳,因此纤维状的碳化层4在碳纳米管层3的各个碳纳米管的底端部熔接缠绕,由此使碳纳米管层3保持在碳化层4上。
在此,对在上述制造方法中所使用的制造装置的一个例子进行说明。
如图5所示,该制造装置11具备:输送基板(保持碳纳米管组30)K及膜片40的输送部12,使输送的碳纳米管组30及膜片40复合成为复合片材10的复合部13,使该复合片材10的膜片40碳化、并使该复合片材10形成碳纳米管片材1的碳化部14,在将保持有该碳纳米管片材1的碳纳米管层3的基板K从该碳纳米管片材1剥离的同时回收该碳纳米管片材1的回收部15。其中,上述复合部13及碳化部14分别进行上述制造方法中的复合工序73及碳化工序74。此外,碳纳米管组30(以及保持他的基板K)及膜片40均为带状,在其纵向方向上被分批或连续地从输送部12输送至回收部15。当然,碳纳米管组30在复合部13中形成为碳纳米管层3,膜片40在碳化部14中形成为纤维状的碳化层4。另外,上述制造装置11具有后述的多个辊,这些辊的轴心均呈水平且平行配置。
上述输送部12具有第一卷出(巻出し)辊21及第二卷出辊22。第一卷出辊21按照下述方式设置:将基板(保持碳纳米管组30)K设置为卷筒状,使碳纳米管组30可与基板K同时分批或连续地输送。此外,第二卷出辊22按照下述方式设置:将膜片40设置为卷筒状,使膜片40可分批或连续地输送。此外,为了使基板K与保持在该基板K上的碳纳米管组30及膜片40从输送姿态变为接近水平的姿态送至复合部13,上述输送部12具有上下导向辊24。上下导向辊24以使基板(保持碳纳米管组30)K及膜片40逐渐接近的同时、到复合部13为止互不接触的间隔进行配置。另外,设置于第一卷出辊21的卷筒状的基板(保持碳纳米管组30)K被设置为,在输送出的状态下碳纳米管组30面向膜片40的方向,即,基板K与导向辊24相接的方向。
上述复合部13具有上下压辊31(31a、31b),该上下压辊的目的在于按压基板(保持碳纳米管组30)K及膜片40,使碳纳米管组30及膜片40复合。上下压辊31使在他们之间的基板(保持有碳纳米管组30)K及膜片40重叠、通过并对其按压。特别是,在膜片40一侧的压辊31(31b)设有加热装置34,该加热装置34用于对通过并进行按压的膜片40进行加热。
上述碳化部14具有加热炉41、气体供给装置47及泵48,所述加热炉41的内部可设为惰性气体气氛,同时在该内部使复合片材10通过并对其进行加热,所述气体供给装置47向该加热炉41的内部供给惰性气体(例如氮气),所述泵48将气体从所述加热炉41的内部排出。上述气体供给装置47及泵48分别通过配管49及阀(图示省略)与加热炉41的内部进行连接。此外,上述加热炉41设有用于使该内部升温至规定温度的炉内电加热器44。
在此,膜片40经加热形成纤维状的碳化层4,并由此而收缩。通过该收缩,所制造的碳纳米管片材1发生挠曲。为了防止该挠曲,架设了防挠曲带(防挠曲部件的一个例子)61,该防挠曲带61通过在加热炉41的内部与膜片40(碳化层4)相接,用于保持其平面形状。为了维持该平面度,该防挠曲带61被赋予张力,还为了能够承受该张力及加热,其优选为金属制。此外,在上述制造装置11中,配置有在加热炉41的下游侧架设上述防挠曲带61的张力辊65及驱动上述防挠曲带61的驱动辊66。即,架设上述防挠曲带61的辊31b、65、66为膜片40侧的压辊31(31b)、张力辊65及驱动辊66。
上述回收部15具有剥离辊55、基板回收辊51及产品回收台52,上述剥离辊配置在基板K侧,将基板K向从碳纳米管片材1剥离的方向进行引导,上述基板回收辊51对从碳纳米管片材1剥离的基板K进行回收,上述产品回收台52对被剥离基板K而成为产品的碳纳米管片材1进行回收。
接着,对使用了该制造装置11的碳纳米管片材1的制造方法进行详细说明。
预先在带状基板K的表面上形成碳纳米管层3,将保持在该基板K上的碳纳米管组30与基板K一起形成卷筒状。然后将该卷筒状的基板(保持碳纳米管组30)K设置在第一卷出辊21上,将另外准备的卷筒状的膜片40设置在第二卷出辊22上。
然后,由第一卷出辊21卷出基板K,卷出的基板K被输送至一个导向辊24、上下压辊31之间、加热炉41的内部、剥离辊55,并通过基板回收辊51进行卷绕。同样,由第二卷出辊22卷出膜片40,所卷出的膜片40被输送至另一个导向辊24、上下压辊31之间、加热炉41的内部,通过产品回收台52进行回收。另外,膜片40以在加热炉41的内部与防挠曲带61相接(被控制)的方式配置。
然后,在将来自气体供给装置47的氮气供给于加热炉41的内部,同时通过泵48由加热炉41的内部排出气体,由此使加热炉41的内部处于氮气气氛下。此外,通过炉内电加热器44,使加热炉41的内部升温至规定温度(例如400℃)。该规定温度为400~700℃,优选为600℃左右。此外,该升温时间为1~10℃/分钟,优选为2~5℃/分钟。另一方面,通过膜片40侧的压辊31(31b)的加热装置34,使该压辊31b升温至其他的规定温度(例如130℃)。
在这之后,使上述基板回收辊51及驱动辊66转动,将基板K及膜片40(碳化部14之后为碳化层4)从输送部12分批输送至回收部15。如此,在复合部13中,通过压辊31,加热膜片40,对碳纳米管组30按压(例如2MPa)。该按压大致为6~15MPa,但也可以为2~30MPa。此外,在碳化部14中,通过在加热炉41的内部、在氮气气氛下加热复合片材10,碳纳米管层3不发生反应,但膜片40碳化而形成纤维状的碳化层4。通过分批输送,在该碳化部14中,以上述规定温度对复合片材10进行加热,仅停止规定的时间(例如2~3小时)。在此,膜片40通过被加热形成纤维状的碳化层4而收缩,但由于与防挠曲带61相接(被控制),因此,碳纳米管片材1不发生挠曲,保持其平面形状。此外,通过该收缩,碳纳米管层3中各个碳纳米管相互接近,碳纳米管层3高密度化。进一步,在回收部15中,通过剥离辊55从碳纳米管片材1剥离基板K的同时,通过基板回收辊51回收基板K,通过产品回收台52分批回收碳纳米管片材1。
对于按上述方式回收的碳纳米管片材1,考察了作为碳纳米管特性之一的电阻,结果其电阻为0.05Ω。由此,与通过粘接剂等保持的垂直取向性的碳纳米管片材相比,获得了导电性低的(碳纳米管的特性提高)碳纳米管片材1。这是由于膜片40通过形成纤维状的碳化层4,使其面积收缩至约四分之一,但因此保持在纤维状的碳化层4的碳纳米管层3高密度化至约四倍。
因此,根据本实施例1的碳纳米管片材1的制造方法,即使是通过辊进行回收的大面积的碳纳米管片材1,该片材形状也不会瓦解,能够以片材形状获得碳纳米管层3。
此外,碳纳米管片材1的碳纳米管层3发生高密度化,因此能够提高碳纳米管的特性。
进一步,由于碳纳米管片材1不挠曲,能够获得作为通用性高的形状的平面形状的碳纳米管片材1。
此外,碳纳米管片材1为分批连续制造,因此能够提高制造效率。
[实施例2]
在上述实施例1的碳纳米管片材1中,该碳纳米管层3保持在纤维状的碳化层4的表面(即单面)上(参照图1),但在本实施例2的碳纳米管片材1中,该碳纳米管层3保持在纤维状的碳化层4的表面和背面(即两面)上(参照图6)。以下,对本实施例2的制造方法进行说明,对与上述实施例1不同的构成进行说明的同时,对于与上述实施例1相同的构成,标记相同符号并省略该说明。
本实施例2的制造方法为,作为上述实施例1的制造方法的复合工序73中的对碳纳米管组30进行的膜片40的按压,用碳纳米管组30分别从膜片40的表面和背面对其进行夹持。
首先,对在本实施例2的制造方法中使用的制造装置11进行说明。
如图7所示,该制造装置11的输送部12还具有第三卷出辊23。此第三卷出辊23与第一卷出辊21相同,设置有卷筒状的基板(保持碳纳米管组30),并可以与基板K同时连续输送碳纳米管组30的方式设置。此外,该第三卷出辊23以第二卷出辊22位于其与第一卷出辊21之间的方式配制。上述输送部12的上下导向辊24以使上下基板(分别保持碳纳米管组30)K及他们之间的膜片40逐渐靠近的同时、到复合部13为止互相不接触的间隔进行配置。
上述制造装置11的复合部13的上下压辊31以用碳纳米管组30从膜片40的表面和背面对其进行夹持的方式按压,用于使上下的碳纳米管组30及他们之间的膜片40复合。此外,为了通过压辊31经由上下的基板(保持碳纳米管组)K对膜片40进行加热,上下压辊31(31a、31b)均具有加热装置34。
在上述制造装置11的碳化部14的加热炉41的内部,代替防挠曲带61而配置有防挠曲板(防挠曲部件的一个例子)64。该防挠曲板64通过与上下基板K同时夹持(控制)复合片材10(碳纳米管片材1),用于保持其平面形状,防止挠曲。
上述制造装置11的回收部15具有两个剥离辊55,即,具有上下剥离辊55(55a、55b)。上剥离辊55a剥离位于碳纳米管片材1上的基板K,下剥离辊55b剥离位于碳纳米管片材1下的基板K。此外,上述回收部15具有两个基板回收辊,即,具有上下基板回收辊51、53。一个基板回收辊51回收从碳纳米管片材1剥离的一个基板K,另一个基板回收辊53回收从碳纳米管片材1剥离的另一个基板K。上下基板回收辊51、53以产品回收台52位于他们之间的方式配置。
接着,对使用了该制造装置11的碳纳米管片材1的制造方法进行详细的说明。
不仅预先在第一卷出辊21上、也在第三卷出辊23上设置基板(保持碳纳米管群30)K。
然后,也由第三卷出辊23卷出基板K,被卷出的基板K被输送至另一个导向辊24、另一个压辊31b、加热炉41的内部、另一个剥离辊55b,通过另一个基板回收辊53进行卷取。另一方面,由第二卷出辊22卷出的膜片40以位于上下碳纳米管组30之间的方式,被输送至上下导向辊24之间、上下压辊31之间、加热炉41的内部,通过产品回收台52进行回收。此外,上下基板K在加热炉41的内部被防挠曲板64夹持。
然后,使上下基板回收辊51、53转动,将上下的基板K及膜片40(碳化部14之后为碳化层4)从输送部12连续输送至回收部15。如此,在复合部13中,通过压辊31,用上下碳纳米管组30分别从膜片40的表面和背面对其进行夹持的方式按压。另外,此时,不仅膜片40,上下碳纳米管组30也受到加热。在此,膜片40通过经加热形成纤维状的碳化层4而收缩,但由于被防挠曲板64夹持(控制),因此碳纳米管未发生挠曲,保持其平面形状。此外,通过该收缩,碳纳米管层3的各个碳纳米管互相靠近,因此碳纳米管层3高密度化。
因此,根据本实施例2的碳纳米管片材1的制造方法,在同样获得上述实施例1的效果的基础上,连续制造的碳纳米管层3保持在纤维状的碳化层4的表面和背面(两面),因此能够进一步提高制造效率。
[实施例3]
在本实施例3的制造方法中,通过两片垂直取向性的碳纳米管组的相互按压而形成一片,将其用作上述实施例1的复合工序73中的碳纳米管组30。以下,对本实施例3的制造方法进行说明,在对不同于上述实施例1的构成进行说明的同时,对于与上述实施例1相同的构成,标记相同符号并省略其说明。
通过该制造方法制造的碳纳米管片材1的碳纳米管层3具有如下形态:由接近碳化层4一侧的疏层3s及远离碳化层4一侧的密层3d构成的形态(参照图8)、以及由接近碳化层4一侧的密层3d及远离碳化层4一侧的疏层3s构成的形态(参照图9)。
本实施例3的制造装置11与上述实施例1的制造装置11的不同之处仅在于设置于第一卷出辊21上之物。具体而言,通过将两片垂直取向性的碳纳米管组相互按压而形成一片,将保持该30的基板K形成卷筒状设置在本实施例3的第一卷出辊21上。另外,分别构成这些两片垂直取向性的碳纳米管组的碳纳米管的长度及/或密度互不相同。他们的长度及/或密度根据所希望获得的碳纳米管层3的孔隙率及厚度而决定。除此以外的制造装置11的构成及制造方法与上述实施例1相同。
因此,根据本实施例3的碳纳米管片材1的制造方法,在获得上述实施例1的效果的基础上,能够对所获得的碳纳米管层3的孔隙率及厚度进行调整。
[实施例4]
在本实施例4的制造方法中,通过将两片垂直取向性的碳纳米管组相互按压而形成一片,将其用作上述实施例2的复合工序73中的碳纳米管组30。以下,对本实施例4的制造方法进行说明,在对不同于上述实施例2的构成进行说明的同时,对于与上述实施例2相同的构成,标记相同符号并省略其说明。
通过该制造方法制造的碳纳米管片材1的碳纳米管层3具有如下形态:由接近碳化层4一侧的疏层3s及远离碳化层4一侧的密层3d构成的形态(参照图10)、以及由接近碳化层4一侧的密层3d及远离碳化层4一侧的疏层3s构成的形态(参照图11)。
本实施例4的制造装置11与上述实施例2的制造装置11的不同之处仅在于第一卷出辊21及第三卷出辊23上的设置。具体而言,通过将两片垂直取向性的碳纳米管组相互按压而形成一片,将保持该30的基板K形成卷筒状设置在本实施例4的第一卷出辊21及第三卷出辊23上。另外,分别构成这些两片垂直取向性的碳纳米管组的碳纳米管的长度及/或密度互不相同。他们的长度及/或密度根据所希望获得的碳纳米管层3的孔隙率及厚度决定。除此以外的制造装置11的构成及制造方法与上述实施例2相同。
因此,根据本实施例4的碳纳米管片材1的制造方法,在获得上述实施例2的效果的基础上,能够对所获得的碳纳米管层3的孔隙率及厚度进行调整。
此外,在上述实施例1~4中,作为惰性气体的一个例子,对氮气进行了说明,但并不局限于此,也可以为氦、氖、氩等稀有气体类元素的气体等。
此外,在上述实施例1~4的制造方法及制造装置中,对在复合工序之后进行碳化工序进行了说明,当然,也可以同时进行复合工序及碳化工序。
进一步,在上述实施例1~4中,作为热碳化性片材的一个例子,对热固性树脂制的膜片40或来自于木材的无纺布片材进行了说明,但并不限局于此,也可以是经加热碳化成纤维状的热碳化性片材。
更进一步,在上述实施例1~4的制造方法中,对分批输送基板K及膜片40(碳化部14之后为碳化层4)进行了说明,但也可以是连续输送。由此能够进一步提高制造效率。
此外,在上述实施例1~4中,虽然未对碳纳米管层3(碳纳米管组30)的碳纳米管进行详细说明,但可以是单壁纳米管、多壁纳米管(包括双壁纳米管)中的任意一种。
此外,在上述实施例1~4的制造方法中,虽未对相对于复合工序的碳纳米管组30进行的薄片材40的按压进行详细说明,但该按压可以是碳纳米管组30在顶端部及底端部倾倒的同时中间部呈相互缠绕状态(碳纳米管组30的厚度被压损至1/2以下左右)的程度。通过该制造方法,能够获得图1(b)所示的碳纳米管片材1,即,能够获得碳纳米管层3为交错状的碳纳米管片材1。因此,通过这种制造方法,在获得上述实施例1~4的效果的基础上,能够在提高所获得的碳纳米管片材1的润湿性及热导率的同时,更牢固地维持片材形状。
Claims (7)
1.一种碳纳米管片材,其特征在于,该碳纳米管片材具有使无数的碳纳米管垂直取向而成的碳纳米管层,以及保持所述碳纳米管的底端部的纤维状的碳化层,
所述纤维状的碳化层为碳化的热碳化性膜片,
所述纤维状的碳化层在所述碳纳米管层的各个碳纳米管的底端部熔接缠绕。
2.一种碳纳米管片材的制造方法,其特征在于,该方法具备如下工序:
复合工序,其通过加热热碳化性片材,对碳纳米管组进行按压,形成复合片材;
碳化工序,其通过在惰性气体气氛下加热所述复合片材,使该复合片材中的所述热碳化性片材碳化;
所述热碳化性片材为经加热而碳化形成纤维状的片材。
3.根据权利要求2所述的碳纳米管片材的制造方法,其特征在于,碳化工序中的复合片材的挠曲通过防挠曲部件而得到控制。
4.根据权利要求2或3所述的碳纳米管片材的制造方法,其特征在于,复合工序中的碳纳米管组为通过相互按压两片垂直取向性的碳纳米管组、使其层叠而成的碳纳米管组。
5.根据权利要求4所述的碳纳米管片材的制造方法,其特征在于,分别构成两片垂直取向性的碳纳米管组的碳纳米管的长度及/或密度相互不同。
6.根据权利要求2或3所述的碳纳米管片材的制造方法,其特征在于,在复合工序中对碳纳米管组进行的热碳化性片材的按压为,用垂直取向性的碳纳米管组分别从热碳化性片材的表面和背面对其进行夹持。
7.根据权利要求2或3所述的碳纳米管片材的制造方法,其特征在于,热碳化性片材从进行复合工序的场所转移到进行碳化工序的场所,为分批输送或连续输送。
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101480858A (zh) * | 2008-01-11 | 2009-07-15 | 清华大学 | 碳纳米管复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6024350A (en) * | 1997-01-14 | 2000-02-15 | Black & Decker Inc. | Clamp for a power tool |
JP2007515364A (ja) * | 2003-10-16 | 2007-06-14 | ザ ユニバーシティ オブ アクロン | カーボンナノファイバ基板上のカーボンナノチューブ |
JP4940392B2 (ja) * | 2005-03-08 | 2012-05-30 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | カーボンナノ構造材の製造方法 |
JP4696751B2 (ja) * | 2005-07-26 | 2011-06-08 | 日立造船株式会社 | カーボンナノチューブを用いた電極の製造方法 |
WO2008070926A1 (en) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | University Of Wollongong | Nanotube and carbon layer nanostructured composites |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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