[发明专利]碳纳米管与金属连接的方法

权利要求书

1.碳纳米管与金属连接的方法，其特征在于碳纳米管与金属连接的方法按以下步骤进行：一、先将基体的待连接面抛光至表面粗糙度≤2μm，然后再将基体的待连接面用化学去膜液处理，接着用酒精或丙酮清洗，最后以500eV～5000eV的Ar离子束为溅射源溅射基体的待连接面，得到处理好的基体，基体为Au或者在表面沉积Au的金属材料基体；二、按碳纳米管的浓度为0.1μg/mL～5μg/mL，将碳纳米管加入到去离子水或者乙醇中，然后超声处理10min～30min，得到碳纳米管悬浊液；三、将经步骤二制得的碳纳米管悬浊液滴加于经步骤一处理好的基体的待连接面上，再将基体置于磁场强度为0.9T～1.2T的磁场中，放置4h～6h后将基体加热至50℃～70℃，使待连接面上的残余液体完全蒸发，完成碳纳米管在基体待连接面上的定向分布；四、将经步骤三得到的完成碳纳米管定向分布的基体放入真空扩散焊机中，在真空度为1×10^-5Torr～3×10^-5Torr、压力为1.0MPa～1.5MPa、温度为550℃～600℃的条件下保持20min～30min，完成碳纳米管与金属的连接；其中步骤一中所述的化学去膜液处理是按以下步骤进行的：配制体积分数为12.5%的H₂SO₄水溶液，得到化学去膜液，将基体的待连接面浸没于温度为65℃的化学去膜液中保持1min，完成化学去膜处理；步骤二中所述的碳纳米管是由电弧法、催化热解法或激光蒸发法制备的，或者是在纯化后的碳纳米管表面溅射或蒸镀铁、钴或镍的碳纳米管。

2.根据权利要求1所述的碳纳米管与金属连接的方法，其特征在于步骤二中碳纳米管的浓度为0.3μg/mL～4.5μg/mL，超声处理时间为12min～25min。

3.根据权利要求1或2所述的碳纳米管与金属连接的方法，其特征在于步骤三中的磁场强度为0.95T～1.15T、放置时间为4.5h~5.5h。

4.根据权利要求3所述的碳纳米管与金属连接的方法，其特征在于步骤四中真空扩散焊接的条件为真空度为1.2×10^-5Torr～2.5×10^-5Torr、压力为1.1MPa～1.4MPa、温度为560℃～590℃的条件下保持22min～28min。

5.碳纳米管与金属连接的方法，其特征在于碳纳米管与金属连接的方法按以下步骤进行：一、先将基体的待连接面抛光至表面粗糙度≤2μm，然后再将基体的待连接面用化学去膜液处理，接着用酒精或丙酮清洗，最后以500eV～5000eV的Ar离子束为溅射源溅射基体的待连接面，得到处理好的基体,基体为Ag或者在表面沉积Ag的金属材料；二、按碳纳米管的浓度为0.1μg/mL～5μg/mL，将碳纳米管加入到去离子水或者乙醇中，然后超声处理10min～30min，得到碳纳米管悬浊液；三、将经步骤二制得的碳纳米管悬浊液滴加于经步骤一处理好的基体的待连接面上，再将基体置于磁场强度为0.9T～1.2T的磁场中，放置4h～6h后将基体加热至50℃～70℃，使待连接面上的残余液体完全蒸发，完成碳纳米管在基体待连接面上的定向分布；四、将经步骤三得到的完成碳纳米管定向分布的基体放入真空扩散焊机中，在真空度为1×10^-5Torr～3×10^-5Torr、压力为1.0MPa～1.5MPa、温度为550℃～600℃的条件下保持10min～15min，完成碳纳米管与金属的连接；其中步骤一中所述的化学去膜液处理是按以下步骤进行的：配制体积分数为67.27%的HNO₃水溶液，得到化学去膜液，将基体的待连接面浸没于室温的化学去膜液中保持1min，完成化学去膜处理；步骤二中所述的碳纳米管是由电弧法、催化热解法或激光蒸发法制备的，或者是在纯化后的碳纳米管表面溅射或蒸镀铁、钴或镍的碳纳米管。

6.根据权利要求5所述的碳纳米管与金属连接的方法，其特征在于步骤四中真空扩散焊接的条件为真空度为1.2×10^-5Torr～2.5×10^-5Torr、压力为1.1MPa～1.4MPa、温度为560℃～590℃的条件下保持11min～14min。