含镍碳纳米管/铜复合纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含镍碳纳米管/铜复合纤维及其制备方法。所述制备方法包括：对原始碳纳米管纤维进行致密化处理，在获得致密化碳纳米管纤维的同时在高致密化碳纳米管纤维的表面形成锯齿结构形貌；在具有锯齿结构的致密化碳纳米管纤维表面沉积镍纳米颗粒；以及，采用电化学沉积技术，在致密化碳纳米管纤维表面继续沉积铜层，获得含镍碳纳米管/铜复合纤维。本发明专利技术利用致密化工艺和镍纳米颗粒的协同效应，制备得到含镍碳纳米管/铜复合纤维，能够实现复合纤维延伸率、模量和抗拉强度等综合力学性能的提升，还可提高复合界面的结合强度；并且没有引入新的物质，进而保证了碳纳米管纤维的纯净化，有利于碳纳米管纤维本身优异性能的发挥。挥。挥。

【技术实现步骤摘要】
含镍碳纳米管/铜复合纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种含镍碳纳米管/铜复合纤维及其制备方法，属于碳纳米管后处理


技术介绍

[0002]当今社会，电子电气设备应用于社会的各个方面，铜以其相对较低的价格和优异的导电性能(5.8
×
105S cm
‑1，25℃)成为电子设备中不可或缺的导线材料；同时铜还具有较好的加工性能和抗腐蚀性。然而，铜导线的抗拉强度较低，当铜处于硬态的时候，其抗拉强度位于350～470MPa之间，而铜的密度较大(8.9g cm
‑3)，这就会造成铜导线于实际服役过程中，在自身重力的作用下，不断发生变形，最终导致铜导线的失效断裂。
[0003]碳纳米管作为一种新型的导电材料，其密度位于1g cm
‑3左右，其单体的理论强度可达50～200GPa，其力学性能远远超过铜导线。与此同时，组成碳纳米管的碳原子P轨道电子能够在大范围内形成离域的π键，该种电子结构特殊的共轭效应赋予碳纳米管独有的电学性能，加之碳纳米管单体独有的长径比，使碳纳米管具有极大的电子平均自由程。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含镍碳纳米管/铜复合纤维的制备方法，其特征在于，包括：对原始碳纳米管纤维进行致密化处理，在获得致密化碳纳米管纤维的同时在高致密化碳纳米管纤维的表面形成锯齿结构形貌；在具有锯齿结构的致密化碳纳米管纤维表面沉积镍纳米颗粒；以及，采用电化学沉积技术，在致密化碳纳米管纤维表面继续沉积铜层，获得含镍碳纳米管/铜复合纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：(1)先将原始碳纳米管纤维充分浸润于氯磺酸中，取出后于空气中静置，使氯磺酸与空气中的水分发生充分反应，生成浓硫酸；(2)以第一速率将步骤(1)所获碳纳米管纤维再次浸润于氯磺酸中，使所述碳纳米管纤维迅速发生膨胀，并继续于氯磺酸中静置至碳纳米管纤维的直径和体积缩小；(3)以第二速率将步骤(2)所获碳纳米管纤维从氯磺酸中取出，于空气中静置，使氯磺酸与空气中的水分发生充分反应，生成浓硫酸，其中，所述第一速率大于第二速率；(4)在真空条件下，对步骤(3)所获碳纳米管纤维进行高温退火处理，使浓硫酸经挥发除掉，获得致密化碳纳米管纤维。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述原始碳纳米管纤维包括碳纳米管窄带或碳纳米管纤维；和/或，步骤(1)包括：将原始碳纳米管纤维充分浸润于氯磺酸中1～2h，取出后于空气中静置30～60min，使氯磺酸与空气中的水分发生充分反应，生成浓硫酸。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：以第一速率在3～5秒内将步骤(1)所获碳纳米管纤维再次浸润于氯磺酸中，使所述碳纳米管纤维的体积在1秒内迅速膨胀至10～30倍，且所述碳纳米管纤维的外观呈现圆柱形状。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：将膨胀后的碳纳米管纤维于氯磺酸中静置3～6h至碳纳米管纤维的直径和体积缩小。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)包括：以第二速率将步骤(2)所获碳纳米管纤维从氯磺酸中缓慢取出，取出过程持续时间在15分钟以上，于空气中静置30～60min，使氯磺酸与空气中的水分发生充分反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会芳，金赫华，郭蕾，勇振中，刘丹丹，李清文，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：