[发明专利]高导热纳米碳复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高导热纳米碳复合材料，其特征在于包含：

由多根碳纳米管聚集形成的聚集体，

石墨烯，结合于所述聚集体中的一根或多根碳纳米管表面，其中至少一石墨烯片搭接于至少两根碳纳米管之间；

其中，在所述石墨烯与碳纳米管的结合处，碳纳米管上的部分碳原子与石墨烯上的部分碳原子连接形成sp3价键。

2.根据权利要求1所述的高导热纳米碳复合材料，其特征在于：所述高导热纳米碳复合材料的导热系数在600W/m以上，电导率在4×10⁴S/m以上，拉伸强度在300MPa以上，杨氏模量在40GPa以上。

3.根据权利要求2所述的高导热纳米碳复合材料，其特征在于：所述高导热纳米碳复合材料的导热系数在1200W/m以上，电导率在3×10⁵S/m以上，拉伸强度在2000MPa 以上。

4.根据权利要求3所述的高导热纳米碳复合材料，其特征在于：所述高导热纳米碳复合材料的导热系数为1200W/m～2200 W/m，电导率为3×10⁵S/m～1×10⁶ S/m，拉伸强度为2000～2600Mpa，杨氏模量为40～220GPa。

5.一种高导热纳米碳复合材料，其特征在于它主要由多根碳纳米管的聚集体与附着于所述聚集体中的一根或多根碳纳米管表面的氧化石墨烯经两步热处理形成，其中第一步热处理是在还原性气氛中进行，热处理温度为200～500℃，用于形成所述还原性气氛的气体包括空气、氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷中的任意一种或两种以上的组合；第二步热处理是在保护性气氛中进行，采用的压力条件为4～40MPa，热处理温度为1500～3000℃，用于形成所述保护性气氛的气体包括惰性气体、氮气中的任意一种或两种以上的组合。

6.根据权利要求5所述的高导热纳米碳复合材料，其特征在于：在第一步热处理过程中，采用的热处理温度为300～350℃；在第二步热处理过程中，采用的热处理温度为2000～3000℃。

7.权利要求1-5中任一项所述高导热纳米碳复合材料的制备方法，其特征在于包括：

提供由多根碳纳米管聚集形成的聚集体，

提供氧化石墨烯分散液，并将所述氧化石墨烯分散液融入所述聚集体，形成碳纳米管/石墨烯复合前驱体，所述氧化石墨烯包括单层、多层氧化石墨烯中的任意一种或两种以上的组合；

将所述碳纳米管/石墨烯复合前驱体置于还原性气氛中并在200～500℃热处理15min以上，之后转入保护性气氛中并在1500～3000℃热处理15min以上；

其中，用于形成所述还原性气氛的气体包括空气、氢气、一氧化碳、硫化氢、甲烷中的任意一种或两种以上的组合，用于形成所述保护性气氛的气体包括惰性气体、氮气中的任意一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.1～10mg/ml。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.1～3mg/ml。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯的径向尺寸为10nm～1mm，厚度为0.24nm～2nm。