TW202024670A - 黑體輻射源的製備方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種黑體輻射源的製備方法，包括：提供一黑體輻射腔以及位於一基底上的奈米碳管陣列；在黑體輻射腔的內表面上塗覆一黑漆層；施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管在所述基底的表面形成一奈米碳管紙，將該奈米碳管紙放置在黑漆層的表面；以及剝離所述基底，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管與所述基底分離並黏結在所述黑漆層上，進而將所述奈米碳管陣列轉移到所述黑漆層上，奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於黑漆層的表面。
Description
本發明涉及一種黑體輻射源的製備方法，尤其涉及一種採用奈米碳管陣列的黑體輻射源的製備方法。
隨著紅外遙感技術的快速發展，紅外遙感被廣泛應用於軍事領域和地球勘探、天氣預報、環境監測等民用領域。然而所有的紅外探測儀器都需要經過黑體標定後方可使用，黑體作為標準輻射源，其作用日益突出，黑體的發射率越高，其標定紅外探測儀器的精度越高。選擇高發射率的表面材料，對獲得高性能的黑體輻射源具有重要的意義。
奈米碳管是目前世界上最黑的材料，奈米碳管的發射率高達99.6%，遠遠大於目前面源黑體表面材料（如Nextel Velvet 81-21黑漆的發射率為96%）的發射率，所以包括奈米碳管陣列的黑體發射率也高於目前黑體表面材料的發射率。
先前的採用奈米碳管陣列的黑體輻射源的製備方法，為通過在黑體表面直接生長奈米碳管陣列或者將奈米碳管陣列直接轉移到黑體表面得到。然而，在黑體表面直接生長奈米碳管陣列的方法操作比較複雜，而且容易引入雜質；將奈米碳管陣列直接轉移到黑體表面，奈米碳管陣列非常容易損壞。轉移過程中奈米碳管陣列中的奈米碳管容易傾倒、彎折，而且部分奈米碳管發生纏繞，導致奈米碳管陣列在黑體表面的形態比較雜亂，其將導致黑體輻射源的發射率較差。
有鑑於此，確有必要提供一種黑體輻射源的製備方法，該製備方法得到的黑體輻射源中的奈米碳管陣列形態保持較好，奈米碳管陣列中的奈米碳管相互平行且垂直於黑體表面，奈米碳管之間無纏繞，而且操作簡單。
一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 步驟S11，提供一黑體輻射腔，一奈米碳管陣列以及一基底，該黑體輻射腔具有一內表面，該奈米碳管陣列設置在所述基底上，該奈米碳管陣列包括與基底接觸的根部以及相對遠離基底的頂部； 步驟S12，在所述黑體輻射腔的內表面上塗覆一黑漆層； 步驟S13，施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管傾倒於所述基底的表面形成一奈米碳管紙，該奈米碳管紙中的奈米碳管與基底的表面平行，並將該奈米碳管紙貼合於所述黑漆層的表面；以及 步驟S14，剝離所述基底，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管與所述基底分離並黏結在所述黑漆層上，且奈米碳管陣列的頂部與所述黑漆層接觸，奈米碳管紙中的奈米碳管在基底和黑漆層的作用力下豎直排列形成所述奈米碳管陣列，進而將所述奈米碳管陣列轉移到所述黑漆層上，奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於黑漆層的表面。
一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 提供一黑體輻射腔，一奈米碳管陣列以及一基底，該黑體輻射腔具有一內表面，該奈米碳管陣列生長在所述基底上，該奈米碳管陣列包括與基底接觸的根部以及相對遠離基底的頂部； 在所述黑體輻射腔的內表面上塗覆一黑漆層； 施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管傾倒於所述基底的表面形成一奈米碳管紙，該奈米碳管紙中的奈米碳管與基底的表面平行，並將該奈米碳管紙貼合於所述黑漆層的表面；以及 剝離所述基底，使所述奈米碳管紙與基底分離並黏結在黑漆層的表面； 將一膠帶黏結在所述奈米碳管紙的表面，並剝離該膠帶，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管在膠帶和黑漆層的作用力下被豎直拉起，在黑漆層的表面豎直排列形成所述奈米碳管陣列，且奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於所述黑漆層的表面。
一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 提供一面板，一奈米碳管陣列以及一基底，該面板具有相對設置的第一表面和第二表面，該奈米碳管陣列設置在所述基底上，該奈米碳管陣列包括與基底接觸的根部以及相對遠離基底的頂部； 在所述面板的第一表面上塗覆一黑漆層； 施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管傾倒於所述基底的表面形成一奈米碳管紙，該奈米碳管紙中的奈米碳管與基底的表面平行，並將該奈米碳管紙貼合於所述黑漆層的表面；以及 剝離所述基底，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管與所述基底分離並黏結在所述黑漆層上，且奈米碳管陣列的頂部與所述黑漆層接觸，奈米碳管紙中的奈米碳管在基底和黑漆層的作用力下豎直排列形成所述奈米碳管陣列，進而將所述奈米碳管陣列轉移到所述黑漆層上，奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於黑漆層的表面。
與先前技術相比較，本發明提供的黑體輻射源的製備方法通過先將奈米碳管陣列壓成奈米碳管紙，然後再採用黑體輻射腔的內表面或基板表面上的黑漆黏結該奈米碳管紙，剝離該基底，即可以使奈米碳管豎直黏接在黑體輻射腔的內表面或面板的第一表面上，進而形成黑體輻射源。由於奈米碳管紙的力學強度比較大，不易損壞，該方法先將奈米碳管陣列壓製成奈米碳管紙可以避免直接黏結奈米碳管陣列時，奈米碳管容易發生傾斜,彎折,部分奈米碳管會纏繞在一起，進而降低面源黑體發射效率的問題。
請參閱圖1和圖2，本發明第一實施例提供一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 步驟S11，提供一黑體輻射腔11，一奈米碳管陣列12以及一基底13，該黑體輻射腔11具有一內表面，該奈米碳管陣列12設置在所述基底13上，該奈米碳管陣列12包括與基底13接觸的根部以及相對遠離基底13的頂部； 步驟S12，在所述黑體輻射腔11的內表面上塗覆一黑漆層14； 步驟S13，施加一壓力於奈米碳管陣列12的表面，使所述奈米碳管陣列12中的奈米碳管傾倒於所述基底13的表面形成一奈米碳管紙15，該奈米碳管紙15中的奈米碳管與基底13的表面平行，並將該奈米碳管紙15貼合於所述黑漆層14的表面；以及 步驟S14，剝離所述基底13，使所述奈米碳管紙15中的奈米碳管與所述基底13分離並並黏結在所述黑漆層14上，且奈米碳管陣列12的頂部與所述黑漆層14接觸，奈米碳管紙15中的奈米碳管在基底13和黑漆層14的作用力下豎直排列形成所述奈米碳管陣列12，進而將所述奈米碳管陣列12轉移到所述黑漆層14上，奈米碳管陣列12中的奈米碳管基本垂直於黑漆層14的表面。
在步驟S11中，所述黑體輻射腔11由耐高溫、並具有較高發射率的材料製成，具體地，所述黑體輻射腔11可以由硬鋁材料、鋁合金材料或無氧銅製成。
所述黑體輻射腔11包括一黑體腔體111和一黑體腔底112，所述黑體腔體111和所述黑體腔底112的材料可以相同，也可以不同。所述黑體腔體111和所述黑體腔底112可以為一體成型的結構；所述黑體腔體111和所述黑體腔底112也可以為兩個獨立的結構，所述黑體腔底112從所述黑體腔體111的一端開口被壓入或旋入到所述黑體腔體111中。
具體地，所述黑體腔體111具有一空洞，該空洞的橫截面可以為圓形、橢圓形、三角形、四邊形，或者其它規則或不規則的多邊形。當然，所述空洞的底面形狀不限，可以為平面、錐形面以及其他規則或不規則的表面。
所述黑體輻射腔的內表面光滑，或所述黑體輻射腔的內表面形成有複數個微結構，具體地，所述黑體輻射腔的內表面上形成有複數個相互間隔的凹槽，所述凹槽可以是環形凹槽、條形凹槽、點狀凹槽或沿黑體輻射腔的軸向螺旋延伸的凹槽。
本實施例中，所述黑體腔體111和所述黑體腔底112為一體成型的結構，所述黑體腔體111具有一圓柱形空洞，且所述黑體輻射腔的內表面光滑。
所述奈米碳管陣列12優選為超順排奈米碳管陣列，該超順排奈米碳管陣列包括複數個彼此平行且垂直於所述基底13的奈米碳管。該超順排奈米碳管陣列中的奈米碳管彼此通過凡得瓦力緊密接觸形成陣列。當然，所述超順排奈米碳管陣列中存在少數隨機排列的奈米碳管，這些隨機排列的奈米碳管不會對超順排奈米碳管陣列中大多數奈米碳管的整體取向排列構成明顯影響。該超順排奈米碳管陣列中基本不含有雜質，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。
所述超順排奈米碳管陣列的製備方法不限，可以為化學氣相沉積法、電弧放電製備方法或氣溶膠製備方法等。本實施例中，所述超順排奈米碳管陣列的製備方法採用化學氣相沉積法，直接生長於所述基底13上，其具體步驟包括：（a）提供所述第一基底；（b）在第一基底表面均勻形成一催化劑層，該催化劑層材料可選用鐵（Fe）、鈷（Co）、鎳（Ni）或其任意組合的合金之一；（c）將上述形成有催化劑層的第一基底在700~900℃的空氣中退火約30分鐘~90分鐘；（d）將處理過的第一基底置於反應爐中，在保護氣體環境下加熱到500~740℃，然後通入碳源氣體反應約5~30分鐘，生長得到所述超順排奈米碳管陣列，其高度為200~650微米。本實施例中碳源氣可選用乙炔等化學性質較活潑的碳氫化合物，保護氣體可選用氮氣、氨氣或惰性氣體。所述超順排奈米碳管陣列的製備方法已為眾多前案公開，例如可參閱馮辰等人在2008年8月13日公開的中國專利申請CN101239712A。
所述黑漆層14具有一定的黏性。所述奈米碳管陣列12中奈米碳管的根部與所述黑漆層14的黏結力小於奈米碳管的頂部與所述黑漆層14的黏結力，且奈米碳管陣列12中奈米碳管的頂部與所述黑漆層14的結合力大於所述奈米碳管陣列12中奈米碳管的根部與所述基底13的結合力。
所述基底13優選為一平整結構。所述奈米碳管陣列12可以通過一黏結劑固定在所述基底13的表面。所述基底13的材料不限可以為柔性或硬質基底。例如，膠帶，金屬、玻璃、塑膠、矽片、二氧化矽片、石英片、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等。本實施例中，所述基底13為一矽片。
步驟S12中，所述黑漆層14選用高發射率的黑漆，如Pyromark 1200黑漆（發射率為0.92）、Nextel Velvet 811-21黑漆（發射率為0.95）等。所述黑漆層14中還可以摻雜有奈米碳管等黑色材料。所述摻雜有奈米碳管的黑漆中奈米碳管的含量為1%~50%。本實施例中，所述黑漆層14為Nextel Velvet 811-21黑漆（發射率為0.95）。所述黑漆的厚度不能太厚亦不能太薄，所述黑漆的厚度優選為1微米~300微米。
步驟S13中，將所述奈米碳管陣列12中與所述基底13接觸的表面定義為第一表面，遠離該第一表面並與該第一表面相對設置的表面定義為第二表面。在所述基底13上，該第一表面由該奈米碳管陣列12中所有奈米碳管的根部共同形成，該第二表面由該奈米碳管陣列12中所有奈米碳管的頂部共同形成。
將所述奈米碳管陣列12壓製成一奈米碳管紙15可以通過一壓力提供裝置對所述奈米碳管陣列12的第二表面施加壓力實現。該壓力提供裝置可以為滾輪或板材，但並不限定於滾輪或板材，只要是可以提供壓力的裝置即可。當採用滾輪時，該滾輪可以在第二表面上沿逆時針滾動，也可以沿順時針滾動。當採用板材時，施加壓力的方向與所述第二表面的交叉角度大於0º小於等於90º。優選的，施加壓力的方向與所述第二表面的交叉角度大於30º小於等於60º。所述板材與奈米碳管陣列12接觸的表面為平整表面且不具有黏性。所述滾輪或板材的材料不限，可以為鋼、鐵等金屬，也可以為玻璃、矽板、金剛石等非金屬。本實施例中，通過一玻璃板材對奈米碳管陣列12的第二表面施加壓力，施加壓力的方向與所述第二表面的交叉角度為45º。
施加壓力不宜太大或太小。施加壓力太大容易將奈米碳管陣列12中的奈米碳管破壞，太小則不能形成所述奈米碳管紙15。優選的，施加壓力的大小約為20牛頓。
優選的，所述壓力提供裝置朝一個方向對奈米碳管陣列12施加壓力，所述奈米碳管陣列12中的奈米碳管朝一個方向傾倒，進而使所述奈米碳管紙15中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。更有利於後續步驟中將所述奈米碳管紙15中的奈米碳管豎直黏結在黑漆層14上。請參閱圖3，為本實施例中得到的奈米碳管紙15的電子顯微鏡照片。
將所述奈米碳管紙15放置在所述黑漆層14的表面之後，可以進一步按壓所述基底13，使奈米碳管紙15中奈米碳管的頂部更好的黏結在所述黑漆層14上。
步驟S14中，由於所述奈米碳管陣列12中奈米碳管根部與所述黑漆層14的黏結力小於奈米碳管頂部與所述黑漆層14的黏結力，因此，在剝離該基底13的過程中，所述奈米碳管紙15中的奈米碳管首先會被豎直拉起，奈米碳管的頂部黏結在黑漆層14上，根部黏結在基底13上；由於奈米碳管陣列12中奈米碳管的頂部與所述黑漆層14的結合力大於所述奈米碳管陣列12中奈米碳管的根部與所述基底13的結合力，當所述基底13完全剝離之後，所述奈米碳管紙15中的奈米碳管會與基底13分離並垂直黏結在黑漆層14的表面，且所述奈米碳管的頂部與黑漆層14接觸。也就是說奈米碳管陣列12轉移至黑漆層14上且倒立設置於所述黑體輻射腔11的內表面。
優選的，在剝離該基底13的過程中，該基底13的剝離方向垂直於該基底13的表面，進而使該奈米碳管紙15中的所有奈米碳管同時脫離所述基底13並倒立黏結在所述黑漆層14上。
可以理解，所述奈米碳管陣列12可以黏結在所述黑體輻射腔11的內表面的部分區域，也可以黏結在所述黑體輻射腔11的內表面的全部區域。本實施例中，所述奈米碳管陣列12通過黑漆層14黏結在黑體腔底112的內表面。
待所述黑體輻射腔11的內表面形成有奈米碳管陣列12後，可以採用自然晾乾的方法使所述黑漆層14固化，所述黑漆層14具有一定的黏性，可以將所述奈米碳管陣列12緊緊地固定在所述黑體輻射腔11的內表面，使所述奈米碳管陣列12不易脫落。
為了使所述奈米碳管陣列12更牢固的黏結在所述黑體輻射腔11的內表面，可以進一步在黏結奈米碳管陣列12的黑漆層的表面設置一黏結劑。該黏結劑可以為傳統的黏結劑材料，例如為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯及聚四氟乙烯(PTFE)中的一種或多種。
所述奈米碳管陣列12中的奈米碳管基本垂直於黑漆層14的表面是指奈米碳管陣列12中的大多數奈米碳管均垂直於黑漆層14的表面，可能存在少數奈米碳管發生傾斜，但是發生傾斜的奈米碳管的數量非常少，對奈米碳管陣列12的整體排列不會造成影響，該極少數的發生傾斜的奈米碳管可以忽略不計。
優選地，在步驟S11之後步驟S12之前，可以進一步對所述奈米碳管陣列12和基底13進行退火處理，該退火處理可以使奈米碳管陣列12中的奈米碳管與基底13的結合力減弱，進而使得在剝離所述基底13時，奈米碳管陣列12中的奈米碳管更容易黏結在黑漆層14上。所述退火處理優選在氧氣中進行，氧氣的壓強約為10torr，退火溫度約為650℃，退火時間為9分鐘左右。
優選地，在步驟S14之後，可進一步對所述奈米碳管陣列12的根部進行等離子體處理，進而去除所述奈米碳管根部的雜質。
優選的，在步驟S14之後，可進一步包括在所述黑體輻射腔11的外表面設置一加熱元件的步驟。該加熱元件包括一奈米碳管結構及間隔設置在該奈米碳管結構表面的第一電極和第二電極，其中，所述奈米碳管結構包裹或纏繞在所述黑體輻射腔的外表面，所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜或至少一奈米碳管長線，所述奈米碳管結構包括複數個首尾相連且擇優取向排列的奈米碳管，該奈米碳管結構中的複數個奈米碳管沿著第一電極向第二電極的方向延伸。
採用一奈米碳管結構為加熱元件，該加熱元件纏繞或包裹在黑體輻射腔的外表面，可對黑體輻射腔進行整體加熱，使得所述黑體輻射腔內部的溫場均勻分佈，可提高黑體輻射源的溫度穩定性和均勻性；奈米碳管材料密度小、重量輕，採用奈米碳管結構為加熱元件，可使黑體輻射源具有更輕的重量，使用方便；所述奈米碳管結構具有較低的電阻，且奈米碳管的電熱轉換效率高，熱阻率低，採用奈米碳管結構加熱黑體輻射腔具有升溫迅速、熱滯後小、熱交換速度快的特點；奈米碳管材料具有較好的韌性，採用一奈米碳管結構為加熱元件的黑體輻射源具有較長的使用壽命。
可以理解，當所述基底13為奈米碳管陣列的生長基底時，由於所述奈米碳管紙15中的奈米碳管與生長基底的黏結力非常弱，所以所述奈米碳管紙15中的奈米碳管與基底13的黏結力遠小於所述奈米碳管紙15中的奈米碳管與所述黑漆層的黏結力。步驟S14中，在剝離基底13的過程中，該黏結力不足以使奈米碳管紙15中的奈米碳管的一端黏結在所述基底13上，因此，在剝離所述基底13的過程中，所述奈米碳管紙15會與所述基底13分離並整體被轉移到黑漆層的表面。當所述基底13為奈米碳管陣列的生長基底時，在步驟S14之後，進一步包括將一膠帶放置在奈米碳管紙15的表面，然後剝離該膠帶，使所述奈米碳管紙15中的奈米碳管在膠帶和黑漆層14的作用力下被豎直拉起，在黑漆層14的表面豎直排列形成所述奈米碳管陣列12，且奈米碳管陣列12中的奈米碳管基本垂直於所述黑漆層14的表面。
為了防止奈米碳管紙15中的奈米碳管被所述膠帶黏走，需要保證所述奈米碳管陣列12中的奈米碳管與所述膠帶的黏結力小於所述奈米碳管與黑漆層的黏結力。
請參閱圖4和5，本發明第二實施例提供一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 步驟S21，提供一面板21，一奈米碳管陣列22以及一基底23，該面板21具有相對設置的第一表面和第二表面，該奈米碳管陣列22設置在所述基底23上，該奈米碳管陣列22包括與基底23接觸的根部以及相對遠離基底23的頂部； 步驟S22，在所述面板21的第一表面上塗覆一黑漆層24； 步驟S23，施加一壓力於奈米碳管陣列22的表面，使所述奈米碳管陣列22中的奈米碳管傾倒於所述基底23的表面形成一奈米碳管紙25，該奈米碳管紙25中的奈米碳管與基底23的表面平行，並將該奈米碳管紙25貼合於所述黑漆層14的表面；以及 步驟S24，剝離所述基底23，使所述奈米碳管紙25中的奈米碳管與所述基底23分離並黏結在所述黑漆層24上，且奈米碳管陣列22的頂部與所述黑漆層24接觸，奈米碳管紙25中的奈米碳管在基底23和黑漆層24的作用力下豎直排列形成所述奈米碳管陣列22，進而將所述奈米碳管陣列22轉移到所述黑漆層24上，奈米碳管陣列22中的奈米碳管基本垂直於黑漆層24的表面。
本實施例提供的製備方法基本相同，區別僅在於第一實施例是在黑體輻射腔的內表面設置一奈米碳管陣列，進而得到一腔式黑體輻射源；而本實施例是在一面板的表面設置一奈米碳管陣列，進而得到一面源黑體。
所述面板21由耐高溫、並具有較高發射率的材料製成，具體地，所述面板可以由硬鋁材料、鋁合金材料或無氧銅製成。
本發明實施例中的奈米碳管陣列22、基底23、黑漆層24分別與第一實施例中的奈米碳管陣列12、基底13、黑漆層14相同。步驟S23中形成奈米碳管紙25的方法與第一實施例步驟S13形成奈米碳管紙15的方法相同。步驟S24中剝離所述基底23的步驟與第一實施例中剝離所述基底13的方法相同。在此不再一一贅述。
優選的，在步驟S24之後，可進一步包括在所述面板21的第二表面設置一加熱元件的步驟。該加熱元件與第一實施例中的相同。
可以理解，當所述基底23為奈米碳管陣列的生長基底時，步驟S24中，在剝離基底23的過程中，所述奈米碳管紙25會整體被轉移到黑漆層的表面。當所述基底23為奈米碳管陣列的生長基底時，在步驟S14之後，進一步包括將一膠帶放置在奈米碳管紙25的表面，然後剝離該膠帶，使所述奈米碳管紙25中的奈米碳管在膠帶和黑漆層24的作用力下被豎直拉起，且基本垂直排列在所述黑漆層24的表面形成所述奈米碳管陣列22。
為了防止奈米碳管紙25中的奈米碳管被所述膠帶黏走，需要保證所述奈米碳管陣列22中的奈米碳管與所述膠帶的黏結力小於所述奈米碳管與黑漆層24的黏結力。
本發明提供的黑體輻射源的製備方法，通過先將奈米碳管陣列壓成奈米碳管紙，然後再採用黑體輻射腔的內表面或基板表面上的黑漆黏結該奈米碳管紙，剝離該基底，即可以使奈米碳管豎直黏接在黑體輻射腔的內表面或面板的第一表面上，進而形成黑體輻射源。其一，由於奈米碳管紙的力學強度比較大，不易損壞，該方法先將奈米碳管陣列壓製成奈米碳管紙可以避免直接黏結奈米碳管陣列時，奈米碳管容易發生傾斜,彎折,部分奈米碳管會纏繞在一起，進而降低面源黑體發射效率的問題。其二，奈米碳管陣列中的奈米碳管相互平行且垂直於黑體輻射腔的內表面或面源黑體基板的表面，相鄰的奈米碳管近乎平行形成有空隙，當光線入射至該黑體輻射腔或面源黑體時，光線在空隙中被相鄰的奈米碳管來回反射，出射的光線大大減少，所以使表面材料的發射率得到進一步提高；其三，奈米碳管可由高溫條件下碳源氣化奈米管具有優異的力學性能，利學氣相沉積製備，原材料價廉易得；其四，由於奈米碳管紙的力學強度比較大，奈米碳管紙中的奈米碳管不易破壞，在儲存和運輸黑體輻射源之前，先將奈米碳管陣列壓製成奈米碳管紙，在到達運輸目的地之後，再採用本發明的方法將奈米碳管紙變成奈米碳管陣列，進而避免儲存和運輸過程中奈米碳管陣列受到破壞。其五，利用奈米碳管材料製備面源黑體將會增加面源黑體的穩定性，使得星載黑體在惡劣的環境下不易損壞。其六，該方法操作簡單，成本較低，有利於產業化生產。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
11:黑體輻射腔
111:黑體腔體
112:黑體腔底
12，22:奈米碳管陣列
13，23:基底
14，24:黑漆層
15，25:奈米碳管紙
21:面板
圖1為本發明第一實施例提供的黑體輻射源的製備方法的流程圖。
圖2為本發明第一實施例提供的黑體輻射源的製備方法的工藝示意圖。
圖3為本發明第一實施例提供的奈米碳管紙的電子顯微鏡照片。
圖4為採用本發明第二實施例提供的黑體輻射源的製備方法的流程圖。
圖5為採用本發明第二實施例提供的黑體輻射源的製備方法的工藝示意圖。
無
Claims (10)
- 一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 步驟S11，提供一黑體輻射腔，一奈米碳管陣列以及一基底，該黑體輻射腔具有一內表面，該奈米碳管陣列設置在所述基底上，該奈米碳管陣列包括與基底接觸的根部以及相對遠離基底的頂部； 步驟S12，在所述黑體輻射腔的內表面上塗覆一黑漆層； 步驟S13，施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管傾倒於所述基底的表面形成一奈米碳管紙，該奈米碳管紙中的奈米碳管與基底的表面平行，並將該奈米碳管紙貼合於所述黑漆層的表面；以及 步驟S14，剝離所述基底，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管與所述基底分離並黏結在所述黑漆層上，且奈米碳管陣列的頂部與所述黑漆層接觸，奈米碳管紙中的奈米碳管在基底和黑漆層的作用力下豎直排列形成所述奈米碳管陣列，進而將所述奈米碳管陣列轉移到所述黑漆層上，奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於黑漆層的表面。
- 如請求項第1項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，所述奈米碳管陣列為超順排奈米碳管陣列，該超順排奈米碳管陣列包括複數個相互平行且垂直於所述基底的奈米碳管。
- 如請求項第1項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，步驟S13中：朝一個方向對所述奈米碳管陣列施加壓力，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管朝一個方向傾倒，進而使所述奈米碳管紙中的奈米碳管沿同一方向擇優取向排列。
- 如請求項第3項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，通過一板材對所述奈米碳管陣列施加壓力，進而形成所述奈米碳管紙，施加壓力的方向與基底表面的交叉角度大於30º小於等於60º。
- 如請求項第1項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，在剝離所述基底的過程中，該基底的剝離方向垂直於該基底的表面，進而使該奈米碳管紙中的所有奈米碳管同時脫離所述基底並倒立黏結在所述黑漆層上。
- 如請求項第1項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，所述黑體輻射腔包括一黑體腔體和一黑體腔底，步驟S2中，在所述黑體腔底的內表面上塗覆所述黑漆層，進而使所述奈米碳管陣列通過該黑漆層黏結在黑體腔底的內表面。
- 如請求項第1項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，在步驟S11之後步驟S12之前，進一步包括一對所述奈米碳管陣列和基底進行退火處理的步驟。
- 如請求項第1項所述之黑體輻射源的製備方法，其中，在步驟S14之後，進一步包括在所述黑體輻射腔的外表面設置一加熱元件的步驟，該加熱元件包括一奈米碳管結構及間隔設置在該奈米碳管結構表面的第一電極和第二電極。
- 一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 提供一黑體輻射腔，一奈米碳管陣列以及一基底，該黑體輻射腔具有一內表面，該奈米碳管陣列生長在所述基底上，該奈米碳管陣列包括與基底接觸的根部以及相對遠離基底的頂部； 在所述黑體輻射腔的內表面上塗覆一黑漆層； 施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管傾倒於所述基底的表面形成一奈米碳管紙，該奈米碳管紙中的奈米碳管與基底的表面平行，並將該奈米碳管紙貼合於所述黑漆層的表面；以及 剝離所述基底，使所述奈米碳管紙與基底分離並黏結在黑漆層的表面； 將一膠帶黏結在所述奈米碳管紙的表面，並剝離該膠帶，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管在膠帶和黑漆層的作用力下被豎直拉起，在黑漆層的表面豎直排列形成所述奈米碳管陣列，且奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於所述黑漆層的表面。
- 一種黑體輻射源的製備方法，包括以下步驟： 提供一面板，一奈米碳管陣列以及一基底，該面板具有相對設置的第一表面和第二表面，該奈米碳管陣列設置在所述基底上，該奈米碳管陣列包括與基底接觸的根部以及相對遠離基底的頂部； 在所述面板的第一表面上塗覆一黑漆層； 施加一壓力於奈米碳管陣列的表面，使所述奈米碳管陣列中的奈米碳管傾倒於所述基底的表面形成一奈米碳管紙，該奈米碳管紙中的奈米碳管與基底的表面平行，並將該奈米碳管紙貼合於所述黑漆層的表面；以及 剝離所述基底，使所述奈米碳管紙中的奈米碳管與所述基底分離並黏結在所述黑漆層上，且奈米碳管陣列的頂部與所述黑漆層接觸，奈米碳管紙中的奈米碳管在基底和黑漆層的作用力下豎直排列形成所述奈米碳管陣列，進而將所述奈米碳管陣列轉移到所述黑漆層上，奈米碳管陣列中的奈米碳管基本垂直於黑漆層的表面。
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