1345793 100年04月25日核正替換頁 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種線纜，尤其涉及一種基於奈米碳管的線 纜。 【先前技術】 [0002] 線纜係電子產業裏較為常用的訊號傳輸線材，微米級尺 寸的線纜更廣泛應用於IT產品、醫學儀器、空間設備中 ，大直徑的線纜應用於電能的傳輸中。傳統的線纜内部 設置有兩個導體，内導體用以傳輸電訊號，外導體用以 屏蔽傳輸的電訊號並且將其封閉於内部，從而使線纜具 有高頻損耗低、屏蔽及抗干擾能力強、使用頻帶寬等特 性，請參見文獻 “Electromagnetic Shielding of High-Voltage Cables” （M.De Wulf， P. Wouters et. al.，Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 316， p908-p901 (2007))。 [0003] 一般情況下，線纜從内至外的結構依次為形成内導體的 纜芯、包覆於纜芯外表面的絕緣介質層、形成外導體的 屏蔽層和外護套。其中，纜芯用來傳輸電訊號，材料以 銅、鋁或銅鋅合金為主。屏蔽層通常由複數股金屬線編 織或用金屬薄膜卷覆於絕緣介質層外形成，用以屏蔽電 磁干擾或無用外部訊號干擾。對於以金屬材料形成的纜 芯，最大問題於於交變電流於金屬導體中傳輸時，各部 分的電流密度不均勻，導體内部電流密度小，導體表面 電流密度大，這種現象稱為趨膚效應（Skin Effect)。 趨膚效應使金屬導體中通過電流時的有效截面積減小， 097114120 表單編號A0101 第3頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日核正替换頁 從而使導體的有效電阻變大，導致線纜的傳輸效率降低 或傳輸訊號丟失。另外，以金屬材料作為纜芯及屏蔽層 的線纜，其強度較小，品質及直徑較大，無法滿足某些 特定條件，如航空領域、空間設備及超細微線纜的應用 〇 [0004] 奈米碳管係一種新型一維奈米材料，其具有優異的導電 性能、較高的抗張強度和較高的熱穩定性，於材料科學 、化學、物理學等交叉學科領域已展現出廣闊的應用前 景。目前，已有將奈米碳管與金屬混合形成複合材料， 從而用來製造線纜的纜芯。 [0005] 先前技術中，含奈米碳管的線纜的製造方法一般包括以 下步驟：提供一熔融金屬基體材料；將奈米碳管粉末浸 沒於該熔融金屬基體材料中，形成奈米碳管與金屬基體 的混合物；於能使所述熔融金屬基體材料固化的條件下 從該熔融金屬基體材料中拉出複數滲透了熔融金屬基體 材料的纖維，形成金屬基體複合纜芯；包覆聚合物於所 述纜芯的外表面形成絕緣介質層；將複數股金屬線直接 或通過編織包覆於絕緣介質層外形成屏蔽層或用金屬薄 膜卷覆於絕緣介質層外形成屏蔽層；及包覆一外護套於 所述屏蔽層的外表面。 [0006] 該方法得到的線纜與採用純金屬纜芯的線纜相比，具有 較強的機械性能，及較輕的品質，該線纜的導電性也有 所提高。然而，該採用金屬基體複合奈米碳管纜芯的線 纜中奈米碳管無序分散於金屬中，該線纜中的奈米碳管 無法發揮其軸向導電的優勢，仍無法解決上述金屬纜芯 097114120 表單編號A0101 第4頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日修正替換百 中的趨膚效應問題。且採用混合奈米碳管於熔融金屬中 後再拉絲的方法製備線纜，該方法較為複雜，且成本較 高。 [0007] 综上所述，提供一種線纜，該線纜具有良好的導電性能 實為必要。 【發明内容】 [0008] 一種線纜，包括至少一個纜芯、包覆於纜芯外的至少一 個絕緣介質層、包覆於絕緣介質層外的至少一個屏蔽層 和包覆於屏蔽層外的一個外護套，其中，該纜芯包括奈 米碳管長線結構及導電材料層，該導電材料層包覆於奈 米碳管長線結構表面。 [0009] 與先前技術比較，本技術方案採用包括奈米碳管長線結 構的纜芯的線纜具有以下優點：其一，該線纜的纜芯由 導電材料層包裹於奈米碳管長線結構外表面構成，由於 奈米碳管長線結構具有較高的機械強度及較輕的品質。 故，該含有奈米碳管長線結構的線纜比採用金屬基體複 合奈米碳管纜芯的線纜具有更高的機械強度及更輕的品 質，適合特殊領域，如航空領域及空間設備的應用。其 二，該線纜採用導電材料層及奈米碳管長線結構共同形 成的纜芯，由於該奈米碳管長線結構具有較高的導電性 ，故，採用導電材料層及奈米碳管長線結構共同形成的 纜芯比採用金屬基體複合奈米碳管形成的纜芯具有更好 的導電性。其三，該線纜纜芯採用導電材料層及奈米碳 管長線結構共同組成，電流於纜芯中傳播，電流傳播有 V 效截面積不變，電流於通過導電材料層時基本不會產生 097114120 表單編號A0101 第5頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日核正替換頁 [0010] [0011] [0012] [0013] 趨膚效應，從而減少了訊號線上纔中傳輸過程中的衰減 〇 【實施方式】 以下將結合_詳細說日林技财#實_魏1〇的結 構及其製備方法。 本技術方案實施例提供一種線纜，該線纜包括至少一纜 芯、包覆於㈣外的至少__絕緣介質層、包覆於絕緣介 質層外的至少-電磁屏蔽層和包覆於電磁屏蔽層外的至 少一外護套β 清參閱圖1，本技術方案第一實施例的線纜1〇為同軸線纜 ，該同軸線纜包括一個纜芯丨2〇、包覆於纜芯12〇外的絕 緣介質層130、包覆於絕緣介質層13〇外的屏蔽層14〇和 包覆於屏蔽層140外的外護套150。其中，上述纜芯120 、絕緣介質層130、屏蔽層14〇和外護套150為同軸設置 〇 請參見圖2，所述纜芯12〇包括導電材料層11〇及一奈米碳 官長線結構100，該導電材料層包覆於該奈米碳管長 線結構100外表面。具體地，該導電材料層110包括與奈 米碳管長線結構1 0 0表面直接結合的潤濕層丨丨2 '設置於 潤濕層112外表面的過渡層113、設置於過渡層113外表 面的導電層114及設置於導電層114外表面的抗氧化層 115。s玄導電材料層11〇至少包括該導電層Η*，上述潤 濕層112、過渡層113、抗氧化層115均為可選結構。該 缓芯120的直徑大於1微米，優選地，該缓芯12〇的直徑為 10~30微米或1厘米。 097114120 表單編號Α0101 第6頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日核正替換頁 [0014] 所述奈米碳管長線結構100包括至少一奈米碳管長線102 。該奈米碳管長線102的直徑為4. 5奈米〜100微米。請參 見圖3，該奈米碳管長線結構10 0還可以為複數個奈米碳 管長線102組成的束狀或絞線狀結構。當該奈米碳管長線 結構100的直徑小於100微米時，該奈米碳管結構100構 成的線纜10可應用於訊號傳輸領域。當該奈米碳管結構 100的直徑大於100微米時，該奈米碳管結構100構成的 線纜10可應用於電力傳輸領域。 [0015] 所述奈米碳管長線1 02包括由複數個奈米碳管組成的束狀 或絞線狀結構。請參見圖4，該束狀結構的奈米碳管長線 1 0 2包括複數個沿纜芯軸向擇優取向排列的奈米碳管束片 段，每個奈米碳管束片段具有大致相等的長度且每個奈 米碳管束片段由複數個相互平行的奈米碳管束構成，奈 米碳管束片段兩端通過凡德瓦爾力相互連接，該奈米碳 管束中包括複數個奈米碳管，該複數個奈米碳管具有共 同的擇優取向排列。於該束狀結構的奈米碳管長線102中 ，所述奈米碳管沿奈米碳管長線軸向擇優取向排列，且 該複數個奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。該束狀結 構的奈米碳管長線的直徑為10微米〜30微米。 [0016] 請參見圖5，所述絞線狀結構的奈米碳管長線102包括複 數個奈米碳管沿奈米碳管長線軸向螺旋狀排列，且該複 數個奈米碳管通過凡德瓦爾力首尾相連。該絞線狀奈米 碳管長線102的直徑為10微米〜30微米。 [0017] 奈米碳管長線結構100中的奈米碳管包括單壁奈米碳管， 雙壁奈米碳管或多壁奈米碳管，所述單壁奈米碳管的直 097114120 表單編號A0101 第7頁/共36頁 1003143918-0 1345793 1100年.04月25日核正 徑為0.5奈米，奈求，雙壁奈米碳管的直 奈未，多壁奈米碳管的直徑為】n5G奈米。 [0018] 上述潤濕層112的作用為使導電層U4與奈米碳管長線結 構100表面更好的結合。形成該潤濕層112的材料可以為 鎳、纪或料與奈米碳管料性好的金屬或其合金，該 潤濕層112的厚度為卜10奈米。本實施例中，該潤濕層 112的材料為錄，厚度約為2奈米。可以理解該潤濕層 112為可選擇結構。 s [0019] 上述過渡層113的作用為使_、層112與導電層ιΐ4更好 的結合。形成該過渡層113的材料可以為金、銀或銅等與 潤濕層112材料及導電層114材料均能較好結合的金屬或 其合金，該過渡層113的厚度為H0奈来。本實施例中， 該過渡層113的材料為銅’厚度為2奈米。可以理解，該 過渡層113為可選擇結構。 [0020] 上述導電層114的作用為使較、11G具有較好的導電性能 。形成該導電層114的材料可以為銅、銀或金等導電性好 的金屬或其合金，該導電層114的厚度為卜2〇奈米。本實 施例中，該導電層114的材料為銀，厚度約為5奈米。 [0021] 上述抗氧化層115的作用為防止線上纜1〇的製造過程中導 電層114於空氣t被氧化，從而使纜芯120的導電性能下 降。形成該抗氧化層115的材料可以為金或鉑等於空氣中 不易氧化的穩定金屬或其合金，該抗氧化層115的厚度為 卜10奈米。本實施例中，該抗氧化層115的材料為鉑厚 度為2奈米。可以理解，該抗氧化層115為可選擇結構。 097114120 表單編號A0101 第8頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日按正替換頁 [0022] 進一步地，為提高線纜10的強度，可於該導電材料層110 外進一步設置一強化層116。形成該強化層11 6的材料可 以為聚乙烯醇（PVA)、聚苯撐苯並二噁唑（PBO)、聚 乙烯（PE)或聚氣乙烯（PVC)等強度較高的聚合物，該 強化層11 6的厚度為0. 1〜1微米。本實施例中，該強化層 116的材料為聚乙烯醇（PVA)，厚度為0.5微米。可以 理解，該強化層11 6為可選擇結構。 [0023] 上述絕緣介質層130用於電氣絕緣，可以選用聚四氟乙烯 、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、泡沫聚乙烯組合物或奈 米黏土_高分子複合材料。奈米黏土一高分子複合材料 中奈米黏土係奈米級層狀結構的矽酸鹽礦物，係由複數 種水合石夕酸鹽和一定量的氧化紹、驗金屬氧化物及驗土 金屬氧化物組成，具耐火阻燃等優良特性，如奈米高嶺 土或奈米蒙脫土。高分子材料可以選用矽樹脂、聚醯胺 、聚烯烴如聚乙烯或聚丙烯等，但並不以此為限。本實 施例絕緣介質層130優選泡沫聚乙烯組合物。 [0024] 上述屏蔽層140由一導電材料形成，用以屏蔽電磁干擾或 無用外部訊號干擾。具體地，屏蔽層140可由複數股金屬 線編織或用金屬薄膜卷覆於絕緣介質層130外形成，也可 由一奈米碳管結構纏繞或卷覆於絕緣介質層130外形成， 或可由含有奈米碳管的複合材料直接包覆於絕緣介質層 13 0表面。 [0025] 其中，所述金屬薄膜或金屬線的材料可以選擇為銅、金 或銀等導電性好的金屬或其合金。所述奈米碳管結構包 括連續的奈米碳管薄膜或奈米碳管長線。所述含有奈米 097114120 表單編號A0101 第9頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日修正替换頁 碳管的複合材料可以為金屬與奈米碳管的複合材料或聚 合物與奈米碳管的複合材料。該聚合物材料可以選擇為 聚對笨二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephtha卜 ate, PET) > (Polycarbonate, PC) ' ^ 稀猜—丁二稀丙稀—笨乙烯共聚物（Acrylonitrile- butadiene Styrene Terpolymer, ABS) 、 聚碳酸酯 /丙稀腈m乙歸共聚物（pc/ABS)等高分子材 料。§該複合材料為聚合物與奈米碳管的複合材料時， 可將奈米碳管均勻分散於上述聚合物材料的溶液中並 將*玄含奈米碳官的聚合物材料的溶液均勻塗覆於絕緣介 質層130表面_冷卻後形成一包括聚合物與奈米碳管的 屏蔽層140。進一步地，該屏蔽層140還可由上述複數種 材料於絕緣介質層130外組合構成。本技術方案實施例採 用奈米碳管結構組成屏蔽層14〇，因奈米碳管具有良好的 導電性能從而使得該屏蔽層14〇具有較強的屏蔽效果。 [0026] 上述外護套150由絕緣材料製成，可以選用奈米黏土 —高 分子材料的複合材料，其中奈米黏土可以為奈米高嶺土 或奈米蒙脫土，高分子材料可以為矽樹脂、聚醯胺、聚 烯烴如聚乙烯或聚丙烯等，但並不以此為限。本實施例 外護套150優選奈米蒙脫土一聚乙烯複合材料，其具有良 好的機械性能、耐火阻燃性能、低煙無齒性能，不僅可 以為線纜10提供保護，有效抵禦機械、物理或化學等外 來損傷，同時還能滿足環境保護的要求。 [0027] 所述線纜1〇由於採用奈米碳管長線結構1〇〇及導電材料層 110作為纜芯120，其具有以下優點：其一，該境芯1〇中 097114120 表單编號A0101 第10頁/共36頁 1003143918-0 100年04月25日梭正替換頁 1345793 的奈米碳管長線結構100包含複數個有序排列的奈米碳管 ，其具有較輕的品質，及較高的機械強度，故，該含有 奈米碳管長線結構100的線纜10比採用金屬基體複合奈米 碳管纜芯的線纜具有更高的機械強度及更輕的品質，適 合特殊領域，如航空領域及空間設備的應用。其二，於 奈米碳管長線結構100中，奈米碳管有序排列，故比採用 金屬基體複合奈米碳管形成的纜芯具有更好的導電性。 其三，該奈米碳管長線結構100包括複數個由凡德瓦爾力 首尾相連且擇優取向排列的奈米碳管，由於奈米碳管為 管狀結構，於該奈米碳管長線結構100中，電流沿複數個 首尾相連的奈米碳管的管壁傳播，電流傳播有效截面積 不變，電流於通過導電材料層時基本不會產生趨膚效應 ，從而減少了訊號線上纜中傳輸過程中的衰減。 [0028] 請參閱圖6及圖7，本技術方案第一實施例線纜10的製備 方法主要包括以下步驟： [0029] 步驟一：提供一奈米碳管陣列216，優選地，該奈米碳管 陣列216為超順排奈米碳管陣列。 [0030] 該奈米碳管陣列216為單壁奈米碳管陣列，雙壁奈米碳管 陣列，及多壁奈米碳管陣列中的一種或複數種。本實施 例中，該超順排奈米碳管陣列的製備方法採用化學氣相 沈積法，其具體步驟包括：（a)提供一平整基底，該基 底可選用P型或N型矽基底，或選用形成有氧化層的矽基 底，本實施例優選為採用4英寸的矽基底；（b)於基底 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； 097114120 表單編號A0101 第11頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年〇4月25日梭正替换頁 [0031] [0032] [0033] [0034] (C)將上述形成有催化劑層的基底於700~900 °C的空氣 中退火約30分鐘~90分鐘；（d)將處理過的基底置於反 應爐中，於保護氣體環境下加熱到500~740 °C，然後通 入碳源氣體反應約5〜30分鐘，生長得到超順排奈米碳管 陣列，其高度為200〜400微米。該超順排奈米碳管陣列為 複數個彼此平行且垂直於基底生長的奈米碳管形成的純 奈米碳管陣列。通過上述控制生長條件，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。該超順排奈米碳管陣列中的奈米碳管彼 此通過凡德瓦爾力緊密接觸形成陣列。該超順排奈米碳 管陣列的面積與上述基底面積基本相同。 本實施例中碳源氣可選用乙炔、乙烯、甲烧等化學性質 較活潑的碳氫化合物，保護氣體為氮氣或惰性氣體。本 實施例優選的碳源氣為乙炔，優選的保護氣體為氬氣。 步驟二：採用一拉伸工具從所述奈米碳管陣列216中拉取 獲得一有序奈来碳管結構214。 所述有序奈米碳管結構214的製備方法包括以下步驟：（ a)從上述奈米碳管陣列216中選定一定寬度的複數個奈 米碳管束片段，本實施例優選為採用具有一定寬度的膠 帶或一針尖接觸奈米碳管陣列21 6以選定一定寬度的複數 奈米碳g束片段；（b)以一定速度沿基本垂直於奈米 碳s陣列216生長的方向拉伸該複數個奈米碳管束片段， 以形成—連續的有序奈米碳管結構214。 於上述拉伸過程中，該複數個奈米碳管束片段於拉力作 097114120 表單坞蚝A0101 第12頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日按正替换頁 用下沿拉伸方向逐漸脫離基底的同時，由於凡德瓦爾力 作用，該選定的複數個奈米碳管束片段分別與其他奈米 碳管束片段首尾相連地連續地被拉出，從而形成一有序 奈米碳管結構214。該有序奈米碳管結構214包括複數個 首尾相連且定向排列的奈米碳管束。該有序奈米碳管結 構214中奈米碳管的排列方向基本平行於有序奈米碳管結 構214的拉伸方向。 [0035] 該有序奈米碳管結構214為一奈米碳管薄膜或一奈米碳管 長線。具體地，當所選定的複數個奈米碳管束片段的寬 度較大時，所獲得的有序奈米碳管結構214為一奈米碳管 薄膜，其微觀結構請參閱圖8 ;當所選定的複數個奈米碳 管束片段的寬度較小時，所獲得的有序奈米碳管結構214 即為一奈米碳管長線。 [0036] 該直接拉伸獲得的有序奈米碳管結構214的厚度均勻，奈 米碳管於該奈米碳管結構214中均勻分佈。該直接拉伸獲 得有序奈米碳管結構214的方法簡單快速，適宜進行工業 化應用。 [0037] 步驟三：對上述有序奈米碳管結構214進行機械處理，得 到一奈米碳管長線結構100。 [0038] 當上述有序奈米碳管結構2 1 4為一寬度較大的奈米碳管薄 膜時，對其進行機械處理從而得到一奈米碳管長線的步 驟可以通過以下三種方式實現：對所述有序奈米碳管結 構214進行扭轉，形成絞線狀奈米碳管長線；切割所述有 序奈米碳管結構214，形成束狀奈米碳管長線；將有序奈 097114120 表單編號A0101 第13頁/共36頁 1003143918-0 1345793 ___ 100年04月25日按正替換頁 米碳管結構214經過一有機溶劑浸潤處理後收縮成為一束 狀奈米碳管長線。 [0039] 對所述有序奈米碳管結構214進行扭轉，形成奈米碳管長 線的步驟可通過以下兩種方式實現：其一，通過將黏附 於上述有序奈米碳管結構214—端的拉伸工具固定於一旋 轉電機上，扭轉該有序奈米碳管結構214，從而形成一奈 米碳管長線。其二，提供一個尾部可以黏住有序奈米碳 管結構214的紡紗軸，將該紡紗軸的尾部與有序奈米碳管 結構214結合後，使該紡紗軸以旋轉的方式扭轉該有序奈 米碳管結構214，形成一奈米碳管長線。可以理解，上述 紡紗軸的旋轉方式不限，可以正轉，可以反轉，或者正 轉和反轉相結合。優選地，所述扭轉該有序奈米碳管結 構214的步驟為將所述有序奈米碳管結構214沿有序奈米 碳管結構214的拉伸方向以螺旋方式扭轉。扭轉後所形成 的奈米碳管長線為一絞線結構，其掃描電鏡照片請參見 圖5。 [0040] 所述切割有序奈米碳管結構214，形成奈米碳管長線的步 驟為：沿有序奈米碳管結構214的拉伸方向切割所述有序 奈米碳管結構214，形成複數個奈米碳管長線。 [0041] 有序奈米碳管結構214經過一有機溶劑浸潤處理後收縮獲 得的奈米碳管長線為束狀結構，其掃描電鏡照片請參見 圖4。所述有機溶劑為揮發性有機溶劑。所述揮發性有機 溶劑選自乙醇、曱醇、丙酮、二氯乙烷及氣仿，本實施 例中該揮發性有機溶劑優選乙醇。 097114120 表單編號A0101 第14頁/共36頁 1003143918-0 1345793 [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] 097114120 100年04月25日修正替换頁 當奈米碳管長線結構100包括一個奈米碳管長線時，上述 方法得到的奈米碳管長線即為一奈米碳管長線結構100。 當奈米碳管長線結構100包括複數個奈米碳管長線時，上 述複數個奈米碳管長線可進一步平行排列成束或相互纏 繞扭轉，以形成一包括複數個奈米碳管長線的奈米碳管 長線結構100。 可以理解，本技術方案並不限於上述方法獲得奈米碳管 長線結構100，只要能使所述有序奈米碳管結構214形成 奈米碳管長線結構100的方法都於本技術方案的保護範圍 之内。 步驟四：形成至少一導電材料層110於上述奈米碳管長線 結構100表面，得到一纜芯120。 本實施例採用物理氣相沈積法（PVD)，如真空蒸鍍法或 離子濺射法或電鍍法等方法沈積導電材料層110。優選地 ，本實施例採用真空蒸鍍法形成至少一層導電材料層110 〇 所述採用真空蒸鍍法形成至少一層導電材料層110的過程 包括以下步驟：首先，提供一真空容器210，該真空容器 210具有至少一沈積區，該沈積區底部和頂部分別放置至 少一個蒸發源212，該至少一個蒸發源212按形成至少一 層導電材料層的先後順序依次沿有序奈米碳管結構214的 拉伸方向設置，且每個蒸發源212均可通過一個加熱裝置 (圖未示）加熱。上述奈米碳管長線結構100設置於上下 蒸發源212中間並與其間隔一定距離，其中奈米碳管長線 表單編號A0101 第15頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日按正替換頁 結構100正對上下蒸發源212設置。該真空容器210可通 過外接一真空泵（圖未示）抽氣達到預定的真空度。所 述蒸發源212材料為待沈積的導電材料。其次，通過加熱 所述蒸發源212，使其熔融後蒸發或昇華形成導電材料蒸 汽，該導電材料蒸汽遇到冷的奈米碳管長線結構100後， 於奈米碳管長線結構100上下表面凝聚，形成導電材料層 。由於奈米碳管長線結構100表面的奈米碳管之間存於間 隙，導電材料可以滲透進入奈米碳管長線結構100表面奈 米碳管之間的間隙中，從而很好的沈積於奈米碳管長線 結構100的表面。 [0048] 可以理解，通過調節奈米碳管長線結構100和每個蒸發源 21 2的距離及蒸發源21 2之間的距離，可使每個蒸發源 212具有一個沈積區。當需要沈積複數層導電材料層120 時，可將複數個蒸發源212同時加熱，使奈米碳管長線結 構100連續通過複數個蒸發源的沈積區，從而實現沈積複 數層導電材料層110。 [0049] 為提高導電材料蒸汽密度並且防止導電材料被氧化，真 空容器210内真空度應達到1帕（Pa)以上。本技術方案 實施例中，真空容器210中的真空度為4xl(T4Pa。 [0050] 本技術方案實施例中，所述採用真空蒸鍍法形成至少一 導電材料層110的方法具體包括以下步驟：形成一層潤濕 層112於所述奈米碳管長線結構100表面；形成一層過渡 層113於所述潤濕層112的外表面；形成一層導電層114 於所述過渡層113的外表面；形成一層抗氧化層115於所 述導電層114的外表面。其中，上述形成潤濕層112、過 097114120 表單編號A0101 第16頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日核正替換頁 渡層11 3及抗氧化層11 5的步驟均為可選擇的步驟。具體 地，可將上述奈米碳管長線結構100連續地通過上述各層 材料所形成的蒸發源212的沈積區。 [0051] 通過上述步驟，可於奈米碳管長線結構100表面形成至少 一導電材料層110，從而得到線纜10的纜芯120。所制得 的纜芯120可進一步收集於一第一捲筒224上。收集方式 為將纜芯120纏繞於所述第一捲筒224上。 [0052] 另外，於所述形成至少一層導電材料層110於所述奈米碳 管長線結構100表面之後，可進一步包括於所述奈米碳管 長線結構100表面形成強化層116的步驟。所述形成強化 層116的過程具體包括以下步驟：將形成有至少一層導電 材料層110的奈米碳管長線結構100通過一裝有聚合物溶 液的裝置220，使聚合物溶液浸潤整個奈米碳管長線結構 100，該聚合物溶液通過分子間作用力黏附於所述至少一 個導電材料層110的外表面；及凝固聚合物，形成一強化 層 11 6 〇 [0053] 步驟五：形成至少一絕緣介質層130於所述纜芯120的外 表面。 [0054] 所述絕緣介質層130可通過一第一擠壓裝置230包覆於所 述纜芯120的外表面，該第一擠壓裝置230將聚合物熔體 組合物塗覆於所述纜芯120的表面。本技術方案實施例中 ，所述聚合物熔體組合物優選為泡沫聚乙烯組合物。一 旦纜芯120離開所述第一擠壓裝置230，聚合物熔體組合 物因壓力減小而發生膨脹，從而形成絕緣介質層130於所 097114120 表單編號A0101 第17頁/共36頁 1003143918-0 1345793 100年04月25日核正替换頁 述纜芯120的外表面。 [0055] 當所述絕緣介質層130為兩層或兩層以上時，可重複上述 步驟。 [0056] 步驟六：形成至少一屏蔽層140於所述絕緣介質層130的 外表面。 [0057] 提供一屏蔽帶242，該屏蔽帶242由一第二捲筒244提供 。將該屏蔽帶242圍繞絕緣介質層130卷覆，以便形成屏 蔽層140。屏蔽帶242可選用一金屬薄膜、奈米碳管結構 或金屬線等線狀結構。另外，所述屏蔽帶242也可由上述 複數種材料形成的編織層共同組成，並通過黏結劑黏結 或直接纏繞於所述絕緣介質層130外表面。 [0058] 本技術方案實施例中，所述屏蔽層140由複數個奈米碳管 長線結構組成，該奈米碳管長線結構直接或編織成網狀 纏繞於所述絕緣介質層外。每個奈米碳管長線結構包括 複數個從奈米碳管陣列拉出的奈米碳管束片段，每個奈 米碳管束片段具有大致相等的長度且每個奈米碳管束片 段由複數個相互平行的奈米碳管束構成，其中，奈米碳 管束片段兩端通過凡德瓦爾力相互連接。本技術方案實 施例採用奈米碳管結構組成屏蔽層140，因奈米碳管具有 良好的導電性能從而使得該屏蔽層140具有較強的屏蔽效 果。 [0059] 優選地，所述帶狀膜結構的屏蔽帶242繞纜芯120軸向進 行纏繞包裹，以便完全屏蔽纜芯120。所述奈米碳管長線 結構或金屬線等線狀結構的屏蔽帶242可直接或編織成網 097114120 表單編號A0101 第18頁/共36頁 1003143918-0 100年04月25日梭正替换頁 1345793 狀纏繞於所述絕緣介質層130的外表面。具體地，所述複 數根奈米碳管長線結構或金屬線可通過複數個繞線架246 沿不同的螺旋方向捲繞於所述絕緣介質層130的外表面。 [0060] 可以理解，當所述屏蔽層140為兩層或兩層以上結構時， 可重複上述步驟。 [0061] 步驟七：形成一外護套150於所述屏蔽層140的外表面。 [0062] 所述外護套150可通過一第二擠壓裝置250包覆到所述屏 蔽層140外表面，該第二擠壓裝置250將聚合物熔體組合 物塗覆於屏蔽層140的表面，所述聚合物熔體圍繞於所述 屏蔽層140的外表面被擠壓，冷卻後形成外護套150。本 實施例形成外護套150的聚合物熔體優選奈米蒙脫土一聚 乙烯複合材料，其具有良好的機械性能、耐火阻燃性能 、低煙無鹵性能，不僅可以為線纜10提供保護，有效抵 禦機械、物理或化學等外來損傷，同時還能滿足環境保 護的要求。 [0063] 進一步地，可將所製造的線纜10收集於一第三捲筒260上 ，以利於儲存和裝運。 [0064] 請參閱圖9，本技術方案第二實施例提供一種線纜30，該 線纜30為同軸線纜，該同軸線纜30包括複數個纜芯320 ( 圖9中共顯示七個纜芯）、每一纜芯320外覆蓋一個絕緣 介質層330、包覆於複數個纜芯320外的一個屏蔽層340 和一個包覆於屏蔽層340外表面的外護套350。屏蔽層 340和絕緣介質層330的間隙内可填充絕緣材料。其中， 每個纜芯320及絕緣介質層330、屏蔽層340和外護套350 097114120 表單編號A0101 第19頁/共36頁 1003143918-0 1345793 1100年04月25日修正 的、.·。構#料及製備方法與第一實施例中的規芯㈣、絕 緣介質層130、屏蔽層14〇和外護套15〇的結構、材料及 製備方法基本相同。 [0065] 請參閱圖1G，本技術方案第三實施例提供—種線㈣， 該線窺4G為同轴賴，該同軸線⑽包括複數個缓芯420 (圖1〇中共顯示五個缓芯）、每一缓芯420外覆蓋-個絕 緣”貝層430和-個屏蔽層44〇、及包覆於複數個纜芯 420外表面的外護套45〇。屏蔽層44〇的作用於於對各個 窥怎440進行單獨的屏蔽，這樣不僅可以防止外來因素對 鏡怒420内部傳輸的電訊號造成干擾而且可以防止各㈣ 42。内傳輸的不同電訊號間相互發生干擾。其中，每個镜 心420、絕緣介質層430、屏蔽層440和外護套450的結構 材料及製備方法與第一實施例中的缓芯工別、絕緣介質 層130、屏蔽層140和外護套15〇的結構、材料及製備方 法基本相同。 [0066] 本技術方案實施例提供的包括奈米線及導電材料 層的缓芯的製備方法具有以下優點：其―，由於奈米碳 管長線係通過對奈米碳管薄膜進行旋轉或直接從奈米碳 管陣列中拉取而製造，該方法簡單、成本較低。其二， 所述從奈米碳管陣财拉取獲得有序奈米碳管結構的步 驟及形成至少-層導電㈣層的步料可於—真空容器 中進灯，有利於缓芯的規模化生產，從而有利於線境的 規模化生產。 097114120 另外’本領域技術人員還可於本發明精神内作其他變化 ，當然這些依據本發明精神所作的變化，都應包含於本 表單編號A0101 第20頁/共36頁 1003143918-0 [0067] 1345793 100年04月25日核正替換頁 發明所要求保護的範圍内。 【圖式簡單說明】 [0068] 圖1係本技術方案第一實施例的線纜的截面結構示意圖。 [0069] 圖2係本技術方案第一實施例的線纜中單根纜芯的結構示 意圖。 [0070] 圖3係本技術方案第一實施例的奈米碳管長線結構戴面結 構示意圖。 [0071] 圖4係本技術方案第一實施例的束狀奈米碳管長線的掃描 電鏡照片。 [0072] 圖5係本技術方案第一實施例的絞線狀碳奈米管長線的掃 描電鏡照片。 [0073] 圖6係本技術方案第一實施例線纜的製造方法的流程圖。 [0074] 圖7係本技術方案第一實施例線纜的製造裝置的結構示意 圖。 [0075] 圖8係本技術方案第一實施例碳奈米管薄膜的掃描電鏡照 [0076] 圖9係本技術方案第二實施例線纜的截面結構示意圖。 [0077] 圖10係本技術方案第三實施例線纜的截面結構示意圖。 【主要元件符號說明】 [0078] 線纜：10，30，40 [0079] 纜芯：120，320，420 [0080] 奈米碳管長線結構：100 097114120 表單编號A0101 第21頁/共36頁 1003143918-0 1345793 [0081] 導電材料層：110 [0082] 潤濕層：112 [0083] 過渡層：113 [0084] 導電層：114 [0085] 抗氧化層：115 [0086] 強化層：116 [0087] 絕緣介質層：130，330，430 [0088] 屏蔽層：140，340，440 [0089] 外護套：150，350，450 [0090] 真空容器：210 [0091] 蒸發源：212 [0092] 有序奈米碳管結構：214 [0093] 奈米碳管陣列：216 [0094] 裝置：220 [0095] 第一捲筒：224 [0096] 第一擠壓裝置：230 [0097] 屏蔽帶：242 [0098] 第二捲筒：244 [0099] 繞線架：246 097114120 表單編號A0101 第22頁/共36頁 100年04月25日修正替换頁 1003143918-0 1345793 [0100] [0101] 第二擠壓裝置： 第三捲筒：260 250 100年04屈25日核正替換頁 097114120 表單編號A0101 第23頁/共36頁 1003143918-0