本发明专利技术公开了一种包含碳纳米结构的加工工具及其制造方法，以及一种在磨粒和/或结合剂中包含碳纳米结构的磨削工具。利用碳纳米管超常的机械性能，将碳纳米管作为加工工具如砂轮中的磨粒或加工元素。碳纳米管的成本对比金刚石较低。这种方法产生一类新型加工工具。实验研究结果表明证实此种新型加工工具的能力和效果更好。利用碳纳米管良好的热导能力，将碳纳米管作为填充或结合材料加入加工工具的结合剂中。碳纳米管成本较低，传热效果比金刚石还要好。这样可增强加工工具加工时散发热量能力，而得到更好的加工结果。这种方法产生一类新型加工工具结合剂。实验研究结果证实此种新型结合剂的能力和效果更好。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是分案申请，原申请的申请日为2009年12月18日，申请号为 200910263652. 3,专利技术创造名称为""。
本专利技术涉及一种加工工具及其制作方法，尤其是涉及机械加工工具和制作方法。
技术介绍
碳纳米管，在文中被称为CNT，由于它们具有独特的机械性能和热导性能而称 为一项富有意义的发现（参见【1 】、R.H.Baughman，A.A.Zakhidov，andW.A.D.Heer， 2002?^Carbonnanotubes-theroutetowardapplications''，Science，Vol. 297， pp. 787-792 ;【2】、H.J.Qi，K.B.K.Teo，K.K.S.Lau，M.C.Boyce，W.I.Milne，J.Robertson，and K.K.Gleason，2003,"Determinationofmechanicalpropertiesofcarbonnanotubes andverticallyalignedcarbonnanotubeforestsusingnanoindentation''，Journal oftheMechanicsandPhysicsofSolids，Vol. 51，pp. 2213-2237 ;【3】、R.S.Ruoff， andD.C.Lorents，1995,"Mechanicalandthermalpropertiesofcarbonnanotubes''， Carbon，Vol. 33，No. 7，pp. 925-930 ;【4】、C.Bower，R.Rosen，L.Jin，J.Han，and0·Zhou， 1999,"Deformationofcarbonnanotubesinnanotube-polymercomposites''，Applied PhysicsLetters，Vol. 74，No. 22，pp. 3317-3319 ;【5】、M.Fujii，X.Zhang，H.Xie，H.Ago， K.Takahashi，andT.Ikuta，1995,"Measuringthethermalconductivityofasingle carbonnanotube"，PhysicalReviewLetters，No. 065502，pp. 1-4 ;【6】、M.M.J.Treacy， T.W.Ebbesen，andJ.M.Gibson，1996,"Exceptionallyhighyoung'smodulusobserved forindividualcarbonnanotubes"，Nature，Vol. 381，pp. 678-680)D 碳纳米管主要分为 两类。单壁碳纳米管（SWNTs)由一层石墨片层卷起来形成一个圆柱形管状结构。多壁碳纳 米管（MWNTs)由几层石墨片层组成，结构类似于树的年轮（参见【1】）。 碳纳米管的机械性能 碳纳米管尺寸小，实验测试不容易（参见【2】)。已有的测试结果表明，碳纳米管性 能超常规，其密度较低，大约2g/cm3,具有约1000-10, 000的长径比，高刚度，具有大于lTPa 的高弹性模量，高抗拉伸强度，拉伸强度值约150GPa，低腐蚀敏感性（参见【12]A.Peigney， 2003,Tougherceramicswithnanotubes''，NatureMaterials，Vol. 2,ρρ· 15-16) 〇 通常金刚石的硬度为 56-102GPa(参见【19】I.D.Marinescu，W.B.Rowe， B.Dimitrov，andI.Inasaki，2004,"TribologyofAbrasiveMachiningProcesses''， WilliamAndrewPublishing，NY) 但是金刚石的价格很高碳纳米管的硬度已发现与金 刚石差不多（参见【28】1611〇，（：.2.21111，1'.}(.￥11，（：.！1.￥〇〇,8.21^邱，&11(1￥.1'.0&1，2004， "Formationofsp3bondinginnanoindentedcarbonnanotubesandgraphite''， PhysicalReviewLetters，Vol.93,245502.)。 碳纳米管的弹性模量可以用单根纳米管由热引起的振动振幅来测量（参见 【6】）。有效抗弯模量在0.4-4. 15TPa之间，^^一种碳纳米管的平均值为1. 8TPa(参见 【6】）。另一种测量方法是在光滑平面上散开多壁碳纳米管，然后用方形垫片压住（参 见【2】和【7】、E.W.Wong，P.E.Sheehan,andC.M.Lieber，1997,"Nanobeammechanics: elasticity,strength,andtoughnessofnanorodsandnanotubes'，，Science，Vol. 277， pp. 1971-1975)，再用原子力显微镜来划该表面，测量水平方向的力和变形，来测弹性模量。 其值约 1. 28+/-0. 59TPa。 碳纳米管的热传导性能 碳纳米管的热学性能同样受人关注，具有很多重要的特性（参见【3】）。碳纳米 管的热传导率比较高的原因，在理论上分析时认为是因为在碳纳米管臂上的sp2轨道上 的声子具有大的平均自由路径（参见【1〇】、S.Berber，Y.K.Kwon，andD.Tomanek，2000， "Unusuallyhighthermalconductivityofcarbonnanotubes'，，PhysicalReview Letters，Vol. 84,No. 20,pp. 4613-4616)。单壁碳纳米管的热传导率平均值为2000W/ mK，最高达到 6000W/mK(参见【11】、J.Che，T.Cagin，andW.A.Goddard，2000，"Thermal conductivityofcarbonnanotubes'，，Nanotechnology，Vol. 11，pp. 65-69) 〇 单壁碳纳米管比起传统的良好热导体例如金刚石等，具有更高的热传导率。金刚 石的热传导率在1600W/mK附近。 多壁碳纳米管的热传导率比较低，用自加热方法测量值为20W/mK。 热传导率与碳纳米管直径的关系显示了影响热传导率值的主要原因是在多 壁中的声子和电子互相作用。多壁碳纳米管的层数减少，热传导率上升（参见【15】、 S.J.V.Frankland,A.Caglar,D.ff.Brenner,andM.Griebel, 2002,^Molecularsimulation oftheinfluenceofchemicalcross-linksontheshearstrengthofcarbon nanotube-polymerinterfaces"，J.Phys.Chem.B，Vol. 106,pp.3046-3048)〇 复合材料中的碳纳米管 碳纳米管可以用做填充物加到复合材料中来增强材料的性能。这是因为碳纳米管 的强度性能（参见【3】）本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磨削工具，包括磨粒和结合剂，其特征在于：所述磨粒中包含碳纳米结构，所述磨粒与结合剂构成砂轮，其中，所述砂轮包括外部结构(2)，其中，将所述碳纳米管和所述结合剂混合并通过成型处理获得所述外部结构(2)。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：高咏生，由佳利，
申请(专利权)人：高咏生，由佳利，
类型：发明
国别省市：中国香港;81
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