[发明专利]碳纳米管与金属连接的方法

摘要

碳纳米管与金属连接的方法，它涉及碳纳米管与金属材料微连接的方法。本发明解决了现有的采用化学改性的方法进行碳纳米管与金属连接的方法结合力弱和利用聚焦电子束将碳纳米管与金属进行连接的方法操作复杂、设备昂贵、加工面积小的问题。本方法：将碳纳米管的悬浊液滴加于经处理的金属基体的待连接面上，然后将其置于磁场中，得到纳米管定向分布的金属基体，最后经真空扩散焊接完成碳纳米管与金属的连接。本方法碳纳米管与金属间形成稳定的碳化物，结合力强且持久，设备便宜，焊接的面积大，方法简单易控，便于大规模生产，本方法可用于航空、航天领域中碳纳米管与其他材料互相连接。

主权项

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。