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高导电碳纳米管复合纤维的制备体例

  

  碳纳米管纤维具备良好的电学机能和易于自组装的长处,有成为高机能电缆线的潜力。但与金属(铜的电导率为5.8×107Sm)比拟,因为其管直打仗电阻过大、纤维外部布局缺点(如部分缠结、致密化水平不匀)和分解进程中的非晶态碳和芬芳烃等杂质的影响,还达不到很多高端操纵范畴(航空航天、微电子器件等)对资料电导率的请求。是以开辟及成长有用的复合纤维制备体例和手艺以晋升复合纤维的导电性,在进步纤维适用性中极为首要。

   

  电堆积法和化学堆积法

   

  电堆积法是指在堆积液中,碳纳米管纤维作为阴极,金属板作为阳极,接通电源后金属从化合物水溶液中堆积到纤维基底的体例。化学堆积法是指操纵一种适合的复原剂使镀液中的金属离子复原并堆积在基体外表的化学复原进程。化学积淀法对仪器装备依靠小,有批量化出产的能够,与电堆积法比拟,该体例可取得致密平均的镀层,也可用于不法则、不易打仗的外表。

   

  磁控溅射法

   

  磁控溅射法是指用磁控溅射仪将金属原子从金属靶上溅射出来,在电场力影响下堆积至碳纳米管纤维上的体例,也是物理气相积淀法(PVD)的一种。

   

  离子搀杂法

   

  离子搀杂法是比拟简略间接的体例,经由过程将碳纳米管纤维浸入搀杂剂中,用天然渗入或后处置的体例使离子进入纤维外部来进步其电学机能。

   

  进步碳纳米管纤维电学机能首要经由过程与金属粒子(铜、镍、银等)复合,但常常纤维电导率进步的同时金属层也会增添,进而影响复合纤维的断裂强度和断裂伸长。此中电堆积法和离子搀杂法工艺加倍简略,前者因为装配限定没法停止多量量制备,尔后者所能到达的电导率低于其余体例。用磁控溅射法所制备的金属层加倍致密,复合纤维的电导率全体上更高,平均度更好,处理仪器装配的限定是磁控溅射法成长的关头。化学堆积法因为无仪器装配方面的限定,复合纤维机能好,是今朝独一无望停止批量出产的体例,但其步骤较为庞杂且本钱较高。

   

  按照文献调研,今朝碳纳米管复合高导电纤维的出产首要须要处理以下几个题目:(1)金属层与碳纳米管基底的连系力衰;(2)金属层厚度(影响纤维电导率)与复合纤维强度间的均衡;(3)搀杂离子在纤维中的分离平均性;(4)财产化出产的装配。跟着对碳纳米管纤维加工-布局-机能干系研讨的深切,新的加工工艺或改良体例无望处理响应题目,使碳纳米管纤维在航空航天、可穿着智能产物等范畴获得普遍操纵。

   【作者:纺织导报】  

   

  中国棉纺织行业协会

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