高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维的制备方法技术

本发明专利技术提出一种高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维，解决了现有技术中单壁碳纳米管纤维的力学性能、导电性和韧性差的问题。本发明专利技术是按照下述方式进行的：S01、采用CVD制备单壁碳纳米管薄膜；S02、将上述单壁碳纳米管薄膜加上负重后，通过旋转纺织成单壁碳纳米管纤维；S03、利用轧辊机将上述单壁碳纳米管纤维压扁形成致密化的纤维。本发明专利技术采用化学气相沉积法制备出单壁碳纳米管薄膜，得到的单壁碳纳米管薄膜具有较高的力学强度和很好的导电性、导热性。再利用旋转纺织的方法，将单壁碳纳米管薄膜纺织成纤维，并利用机械碾压法，极大提高单壁碳纳米管纤维的致密度，增加单壁碳纳米管间的相互接触，提高了碳纳米管纤维的力学性能。

Preparation of high strength, high toughness and high conductivity single wall carbon nanotube fibers

The invention proposes a high strength, high toughness and high conductivity single wall carbon nanotube fiber, which solves the problem of poor mechanical properties, electrical conductivity and toughness of single-walled carbon nanotube fibers in the existing technology. The invention is carried out in the following manner: S01, preparation of single-walled carbon nanotubes by CVD; S02, the single wall carbon nanotube film plus load, by rotating the textile into carbon nanotube fiber; S03, use the roller single-walled carbon nanotube fibers formed flattening densification of fiber. The single wall carbon nanotube film is prepared by chemical vapor deposition method, and the obtained single-walled carbon nanotube film has high mechanical strength, good conductivity and thermal conductivity. Then spinning the single wall carbon nanotube thin films into fibers by rotating spinning, and using mechanical compaction to greatly improve the density of single-walled carbon nanotubes, increase the contact between single walled carbon nanotubes, and improve the mechanical properties of carbon nanotubes.

【技术实现步骤摘要】
高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维的制备方法
本专利技术属于纳米材料的加工和应用
，具体涉及一种单壁碳纳米管纤维的制备方法。
技术介绍
碳纳米管作为一种具有优良的电学，力学，热学性能的材料，而倍受科学家的关注，被广泛应用于超级电容器，传感器，导线，半导体元器件等方面。具有轻质、柔性、高强度、导电、导热、可编织等特点，在多功能纤维、功能复合材料、传感、能源材料及柔性可穿戴器件等领域具有广阔的应用前景。然而迄今为止，研究人员得到的碳纳米管纤维的最高强度为8.8GPa，模量为357GPa，这些值和单根的碳纳米管相比，低了几个数量级。如何实现纳米尺度优异性能在宏观尺度上的拓展，成为碳纳米管以及碳纳米管纤维应用的关键问题。通过大量的研究工作发现影响碳纳米管纤维机械性能的因素有很多，纳米尺度上包括碳纳米管的直径、厚度以及管的长度等，微观尺度上包括碳纳米管的有序程度、管间的滑移以及力在管间的传输等，宏观尺度上包括纤维直径、长度和扭转角度等。现在所制备的高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维通常的导电性和韧性未能达到实际生产需求，力学性能有待提高。
技术实现思路
本专利技术提出一种高强度、高韧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于是按照下述方式进行的：S01、采用化学气相沉积法制备单壁碳纳米管薄膜；S02、将上述制备的单壁碳纳米管薄膜加上负重后，通过旋转纺织成单壁碳纳米管纤维；S03、利用轧辊机将上述单壁碳纳米管纤维压扁形成致密化的纤维。

【技术特征摘要】
1.一种高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于是按照下述方式进行的：S01、采用化学气相沉积法制备单壁碳纳米管薄膜；S02、将上述制备的单壁碳纳米管薄膜加上负重后，通过旋转纺织成单壁碳纳米管纤维；S03、利用轧辊机将上述单壁碳纳米管纤维压扁形成致密化的纤维。2.根据权利要求1所述的高强度、高韧性、高导电单壁碳纳米管纤维的制备方法，其特征在于所述化学气相沉积法是按照下述方式进行的：采用恒定温区的箱式炉，利用氢氩混合气作为催化气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：上媛媛，曹安源，
申请(专利权)人：郑州大学，北京大学，
类型：发明
国别省市：河南,41