[发明专利]制造碳纳米结构体的方法和制造碳纳米结构体的装置

说明书

本发明的一个实施方式的制造碳纳米结构体的方法是如下的制造碳纳米结构体的方法，所述方法包括：准备含有可渗碳金属作为主要成分的基材的准备步骤；以及在加热所述基材的同时供给含碳气体的碳纳米结构体生长步骤，其中所述碳纳米结构体生长步骤包括使所述基材的加热部分逐渐裂开。优选通过对所述基材进行剪切来实施所述碳纳米结构体生长步骤中的裂开。优选通过用激光照射所述基材的裂开部分来实施所述碳纳米结构体生长步骤中的加热。所述准备步骤优选包括在所述基材中形成用于诱导裂开的切口。优选地，在所述碳纳米结构体生长步骤中的所述基材未被氧化。

技术领域

本发明涉及制造碳纳米结构体的方法和制造碳纳米结构体的装置。

本申请要求2015年11月11日提交的日本专利申请2015-221556的优先权，并且将其全部内容通过引用的方式并入本文中。

背景技术

其中碳原子以纳米级的间隔平行排列的碳纳米结构体如线性碳纳米管和片状石墨烯是迄今已知的。这样的碳纳米结构体通过例如包括以下步骤的方法获得：在加热诸如铁的微细催化剂的同时供给含有碳的原料气体，从而从催化剂生长碳纳米结构体(参见例如日本特开2005-330175号公报)。

在上述现有制造方法中，在构成碳纳米结构体的碳纳米丝的生长期间，难以控制自催化剂的生长方向，并且容易发生生长的碳纳米丝的扭结。这样的扭结的出现会在碳纳米丝中产生诸如五元环和七元环的结构缺陷，导致电阻局部增加等。此外，难以高密度地捆扎多根碳纳米丝。

鉴于上述情况，已经提出了如下方法，其中使催化剂氧化，并且在对氧化的催化剂进行渗碳热处理的同时将其分割，从而在得到的分割的表面之间生长碳纳米丝(参见日本特开2013-237572号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-330175号公报

专利文献2：日本特开2013-237572号公报

发明内容

本发明的一个实施方式的制造碳纳米结构体的方法是如下的制造碳纳米结构体的方法，所述方法包括：准备含有可渗碳金属作为主要成分的基材的准备步骤；以及在加热所述基材的同时供给含碳气体的碳纳米结构体生长步骤。在所述方法中，碳纳米结构体生长步骤包括使基材的加热部分逐渐裂开。

本发明的另一实施方式的制造碳纳米结构体的装置是如下的制造碳纳米结构体的装置，所述装置包括密闭容器、向所述密闭容器供给含碳气体的气体供给单元、以及在密闭容器中加热含有可渗碳金属作为主要成分的基材的加热单元。所述装置包括保持基材的多个保持部，并且所述多个保持部被构造成可移动的，以使基材逐渐裂开。

附图说明

[图1]图1为显示本发明的一个实施方式的制造碳纳米结构体的装置的示意图；

[图2]图2为从上方(Y方向)观察图1的制造装置的保持块的示意图；

[图3]图3为显示本发明的一个实施方式的制造碳纳米结构体的方法中使用的基材的示意性透视图；

[图4]图4为在试验例1中的碳纳米结构体生长步骤期间用显微镜观察的图像的实例；

[图5]图5为试验例1中的裂开后的基材和得到的碳纳米丝的照片；

[图6]图6为试验例1中的裂开后的基材和得到的碳纳米丝的照片；

[图7]图7为试验例1中的裂开后的基材和得到的碳纳米丝的照片；

[图8]图8为试验例3中的分割后的基材和得到的碳纳米丝的照片。

具体实施方式

[技术问题]