[发明专利]CNT阵列修饰发热元件及其复合材料电阻焊接头和制法

权利要求书

1.一种CNT阵列修饰发热元件，其特征在于，该CNT阵列修饰发热元件为表面生长CNT阵列的金属丝网，其中，CNT阵列由多壁CNT构成，CNT阵列平均长度为10-30μm；

所述的CNT阵列修饰发热元件采用以下制备方法制得：

(1) 喷涂催化剂

将催化剂溶液均匀喷涂在金属网表面，烘干，得到负载催化剂的金属丝网；

(2) 火焰法制备

将负载催化剂的金属丝网置于燃烧火焰中，在800~1100℃保留3~20min，在金属丝网表面将生长出CNT阵列，得到CNT阵列修饰发热元件；其中，燃烧火焰采用的燃料为C1~C7的碳氢化合物中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的CNT阵列修饰发热元件，其特征在于，所述的金属丝网选用不锈钢网、镍铬合金丝网、铁铬铝合金丝网、镍铜合金丝网中的一种；金属丝网的丝径为0.03-0.25mm，孔径为0.03-0.7mm。

3.权利要求1或2所述的CNT阵列修饰发热元件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 喷涂催化剂

将催化剂溶液均匀喷涂在金属网表面，烘干，得到负载催化剂的金属丝网；

(2) 火焰法制备

将负载催化剂的金属丝网置于燃烧火焰中，在800~1100℃保留3~20min，在金属丝网表面将生长出CNT阵列，得到CNT阵列修饰发热元件；其中，燃烧火焰采用的燃料为C1~C7的碳氢化合物中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的CNT阵列修饰发热元件的制备方法，其特征在于，所述的催化剂溶液中，催化剂选用氯化铁、硝酸镍、硝酸钴中的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的CNT阵列修饰发热元件的制备方法，其特征在于，所述的催化剂溶液中，催化剂的物质的量为0.5~2mol/L。

6.根据权利要求3所述的CNT阵列修饰发热元件的制备方法，其特征在于，所述的燃烧火焰选用乙醇火焰、甲醇火焰、甲烷火焰、丁烷火焰、庚烷火焰、丙酮火焰、乙炔火焰、乙烯火焰中的一种。

7.一种CNT阵列界面增强的复合材料电阻焊接头，其特征在于，包括热塑性复合材料、权利要求1或2所述的CNT阵列修饰发热元件、热塑性树脂薄膜；其中，热塑性复合材料为焊接母材、CNT阵列修饰发热元件为复合材料电阻发热元件、热塑性树脂薄膜为熔融粘结剂。

8.根据权利要求7所述的CNT阵列界面增强的复合材料电阻焊接头，其特征在于，所述的热塑性复合材料为增强材料增强的热塑性树脂基复合材料或表面塑化处理的热固性复合材料；其中，增强材料为无机颗粒、晶须、短纤维或连续纤维中的一种或几种；表面塑化处理采用一层热塑性树脂薄膜或一层热塑性预浸料进行表面塑化处理。

9.根据权利要求7所述的CNT阵列界面增强的复合材料电阻焊接头，其特征在于，所述的热塑性树脂薄膜选用与焊接母材一致或极性相近的热塑性树脂制备，具体为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、尼龙、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚芳醚腈、含酞侧基聚醚酮，含酞侧基聚醚砜，含杂萘联苯结构聚芳醚砜酮中的一种，热塑性树脂薄膜的厚度为0.1~0.5mm。

10.权利要求9所述的CNT阵列界面增强的复合材料电阻焊接头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将CNT阵列修饰发热元件上下表面包覆热塑性树脂薄膜，然后将其嵌入两块热塑性复合材料搭接区域，施加0.1~0.5MPa初始压力后，通电加热，调整功率使焊接区域的最高温度为160~400℃进行焊接，焊接时间为30s~180s，冷却得到CNT阵列界面增强的复合材料电阻焊接头。