[发明专利]用于空间站的空间环境多功能防护材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于空间站的空间环境多功能防护材料，以碳纳米管阵列为基础，通过阵列表面放置的金属材料使其加热熔化或通过阵列表面渗入液体聚合物材料并利用毛细作用使碳纳米管之间的间隙中充满液态金属或液体聚合物基体材料后固化形成金属基或聚合物基碳纳米管复合材料。

2.如权利要求1所述的用于空间站的空间环境多功能防护材料，其中，在液态金属或聚合物固化后，将得到的碳纳米管复合材料表面切割掉一层，使得碳纳米管顶部封口被去除并去掉碳纳米管底部基板。

3.如权利要求2所述的用于空间站的空间环境多功能防护材料，其中，去掉基板和顶部封口后，在两端开口的碳纳米管的管内，填充入富含H、Li元素的材料。

4.如权利要求3所述的用于空间站的空间环境多功能防护材料，其中，富含H、Li元素的材料为LiBH₄。

5.如权利要求2所述的用于空间站的空间环境多功能防护材料，其中，去掉基板和顶部封口后，在两端开口的碳纳米管的管内，填充入聚乙烯材料。

6.如权利要求1-5任一项所述的用于空间站的空间环境多功能防护材料，其中所述金属材料为铝、镁、铜、铁、以及它们的合金材料。

7.如权利要求1-5任一项所述的用于空间站的空间环境多功能防护材料，其中所述聚合物材料为不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂、有机硅树酯的树脂或橡胶。

8.一种用于空间站的空间环境多功能防护材料的制备方法，包括以下步骤：

1）利用碳纳米管阵列生长方法在基板上生长得到垂直排列的碳纳米管阵列，再进行以下步骤之一；

2a）在碳纳米管阵列表面上放置金属，并将碳纳米管阵列在真空或惰性气体环境下加热至高温，温度高于上述金属的熔点以使金属熔化，通过毛细作用使液体金属充入到碳纳米管之间的间隙中，降温至室温，得到金属基碳纳米管复合材料：或者

2b)在室温条件下，将液态聚合物材料，例如包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂、有机硅树酯等的树脂）或橡胶，渗入到碳纳米管阵列表面，通过毛细作用使液体聚合物材料充入到碳纳米管之间的间隙中，带完全充满后，将聚合物材料固化，得到聚合物基碳纳米管复合材料。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：3）利用机械切割、打磨或激光切割，将碳纳米管阵列复合材料从基板上切割下来，并将碳纳米管阵列复合材料表面的一层切割下来：4）在碳纳米管管内填入高H、Li含量的物质。

10.如权利要求8-9任一项所述的方法，其中，所述金属为铝、镁、铜、铁、以及它们的合金材料，所述高H、Li含量的物质为LiBH4或聚乙烯。