多孔金属复合结构制造技术

本发明专利技术涉及一种多孔金属复合结构，包括多孔金属结构和一个碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。

【技术实现步骤摘要】
多孔金属复合结构
本专利技术涉及一种多孔金属复合结构。
技术介绍
近年来，纳米多孔金属材料在拥有高比表面积、比模量等特性的同时，还兼具金属材料的高导热率、高导电率等优异性能，从而在生物传感、催化、、能量转化与存储、消音吸振、屏蔽、热交换、电化学等领域中有着广阔的应用前景。然而，如图1所示，现有的皱缩的纳米多孔金属材料中，纳米多孔金属存在韧带连接不完整等现象，因此，该皱缩的纳米多孔金属材料的韧性不好，容易发生脆断，从而影响该皱缩的纳米多孔金属材料的应用。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种韧性较好的多孔金属复合结构。一种多孔金属复合结构，包括多孔金属结构和一个碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。与现有技术相比较，本专利技术提供的多孔金属复合结构中碳纳米管固定于所述多孔金属结构的表面，且由于碳纳米管具有良好的韧性，因此所述多孔金属复合结构具有良好的韧性，发生皱缩时不容易脆断。附图说明图1是现有技术中褶皱的纳米多孔金膜在高倍镜下的扫描电镜图。图2是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构在低倍镜下的扫描电镜图。图3是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构在高倍镜下的扫描电镜图。图4是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构的扫描电镜图。图5是本专利技术实施例图3中褶皱部的结构示意图。图6是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构制备方法的流程示意图。图7是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构中纳米多孔金膜的扫描电镜表征图。图8是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构中第二复合结构的扫描电镜表征图。图9是本专利技术实施例提供的多孔金属复合结构中第二复合结构的扫描电镜图。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例，对本专利技术提供的多孔金属复合结构及其制备方法作进一步详细说明。请参阅图2及图3，本专利技术实施例提供一种多孔金属复合结构，该多孔金属复合结构包括多孔金属结构和一个碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。所述多孔金属结构可以为多孔金属膜、多孔金属纳米片等任意结构。所述多孔金属结构呈三维网状，所述多孔金属结构包括多个韧带，该多个韧带之间形成多个孔，所述多个孔可以呈规则分布，如三维双连续网络形式分布，也可以呈不规则分布。所述韧带的材料为金、银、铂中的任意一种。该多个孔的孔径为纳米级，优选的，所述多个孔的孔径小于1000nm。所述碳纳米管结构可以通过一连接材料固定于所述多孔金属结构表面。具体地，所述碳纳米管结构中的碳纳米管与所述多孔金属结构中的韧带接触形成多个接触面，该接触面周围设置有连接材料，使碳纳米管结构不容易脱离多孔金属结构的表面。优选的，所述连接材料将所述接触面包裹住。所述连接材料可以为有机粘结材料或金属材料。所述有机粘结材料可以为萘酚等具有粘结作用的材料，所述金属材料可以为Au、Ag、Cu等。优选的，所述金属材料与所述多孔金属结构的材料相同，减小金属材料与多孔金属结构中韧带的接触电阻。请参阅图4及图5，所述多个褶皱部100相互连接形成一连续结构。该褶皱部100由多孔金属结构110和碳纳米管结构120共同弯折构成。这一点也可以从上述图3中看出。在所述褶皱部100处，碳纳米管结构120的褶皱处的碳纳米管可以沿同一方向延伸。具体的，碳纳米管之间通过范德华力首尾相连且沿同一方向排列。可以理解，碳纳米管结构的排列方向也可以不限。所述褶皱部为不可逆转的变形。由于碳纳米管具有良好的韧性，碳纳米管横穿所述褶皱部，起到加固所述褶皱部的作用，碳纳米管结构与所述多孔金属结构固定形成的多孔金属复合结构具有良好的韧性，褶皱部不容易发生断裂，该多孔金属复合结构具备自支持的性能。请参阅图6，本专利技术实施例进一步提供一种多孔金属复合结构的制备方法，其包括以下步骤:步骤S20，提供一基板；该基板的材料选择受热能够收缩的材料。优选的，所述基板为塑料板，该塑料板的材料为聚苯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲醇乙二酯等。本实施例中，该塑料板的材料为聚苯乙烯。步骤S30，在所述基板的表面固定多孔金属结构，形成第一复合结构；所述固定的方法不限，在某个实施例中，可以通过加热所述基板，使基板稍微熔化从而粘住所述多孔金属结构，优选的，将基板与多孔金属结构在80℃的温度下加热30min～60min；在另外一个实施例中，通过在所述基板与所述多孔金属结构的接触面周围生长金属，具体的，将所述第一复合结构转移到含有Au+、Ag+、Cu+等任意一种金属离子溶液中，在所述含有金属离子的溶液中添加还原剂形成金属颗粒，该金属颗粒通过化学镀的方式沉积在所述多孔金属结构中韧带与碳纳米管结构中碳纳米管的接触处周围，从而使多孔金属结构固定在基板的表面。本实施例中，将基板与多孔金属结构在80℃的温度下加热30min，加热过程中所述基板的表面稍微发生熔融，多孔金属结构粘合在所述基板的表面。所述多孔金属结构的获取方法不限，可以为目前市场上售卖的各种多孔金属，也可以自行制备。本实施例中，所述多孔金属结构为纳米多孔金膜，该纳米多孔金膜通过化学腐蚀的方法制备得到，具体方法如下：S31，提供一Au-Ag合金薄膜。该Au-Ag合金薄膜为表面光滑的薄膜材料，具有银白色的光泽，其厚度范围为50nm-200nm。该Au-Ag合金薄膜的尺寸不限，可以根据需要任意选择。本实施例中，所述Au-Ag合金薄膜的厚度为100nm，该Au-Ag合金薄膜中所述金原子的百分比为35％，银的原子百分比为65％。S32，将所述Au-Ag合金薄膜放置于浓硝酸溶液中，直到该Au-Ag合金薄膜由银白色变成棕红色，形成纳米多孔金膜。所述浓硝酸的浓度范围可为50％-80％。通过玻璃片静电吸附将该Au-Ag合金薄膜转移到所述浓硝酸溶液中。本实施例中，所述浓硝酸的浓度为70％。所述Au-Ag合金中的Ag与浓硝酸进行反应，当Ag与浓硝酸反应完全后，所述Au-Ag合金薄膜变成棕红色，此时，所述Au-Ag合金薄膜的表面形成多个不规则的孔，从而形成纳米多孔金膜。请参阅图7，所述纳米多孔金膜具有多个孔，多个孔之间通过韧带连接，该多个孔的孔径及韧带尺寸与所述Au-Ag合金薄膜腐蚀的时间、浓硝酸浓度等因素有关。S33，将所述纳米多孔金膜放置于去离子水中进行清洗。采用玻璃片将所述形成的纳米多孔金膜转移到去离子水中浸泡清洗，在浸泡过程中不断更换去离子水，使残留在所述米多孔金膜韧带上的硝酸彻底清洗掉。步骤S40，在所述第一复合结构中多孔金属结构的表面固定一个碳纳米管结构，形成第二复合结构；请参阅图8及图9，所述碳纳米管结构可以机械平铺在所述多孔金属结构的表面，该碳纳米管结构可以为线状结构，如碳纳米管线，或可以为一碳纳米管膜状结构。所述碳纳米管线可以为一条或多条，当所述碳纳米管线为多条时，该多条碳纳米管线可以并排设置成束状结构，也可以交叉设置成网状结构，或者将该多条碳纳米管线相互扭转形成一相互缠绕的绞线结构。所述碳纳米管线可以为一非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线。该非扭转的碳纳米管线包括多个沿该非扭转的碳纳米管线长度方向排列的碳纳米管,该多个碳纳米管基本相互平行，且该碳纳米管的轴向基本平行于该碳纳米管线的长度方向。具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔金属复合结构，包括多孔金属结构和一个碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。

【技术特征摘要】
1.一种多孔金属复合结构，包括多孔金属结构和一个碳纳米管结构，该碳纳米管结构固定在所述多孔金属结构的表面，所述碳纳米管结构包括多根碳纳米管，所述多孔金属复合结构包括多个褶皱部。2.如权利要求1所述的多孔金属复合结构，其特征在于，所述褶皱部由多孔金属结构和碳纳米管结构共同弯折构成。3.如权利要求2所述的多孔金属复合结构，其特征在于，所述褶皱部处的碳纳米管通过范德华力首尾相连且沿同一方向延伸。4.如权利要求1所述的多孔金属复合结构，其特征在于，所述多个褶皱部相互连接形成一连续结构。5.如权利要求1所述的多孔金属复合结构，其特征在于，所述多孔金属结构包括多个韧带，该多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：付红颖，李文珍，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11