[发明专利]制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法及装置

摘要

一种高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的制备方法及装置，属于碳纳米管材料领域。本发明将SiO2片和硅片置于铁质下降楔形台上平放于横贯加热炉的石英管的中心位置，英管中通入氦气形成惰性气氛并加热，氦气同时作为二茂铁颗粒飞行沉降至SiO2基底的载体铁质，再通入氩气/氢气混合气将二茂铁还原成用作碳纳米管垂直生长的催化剂铁粒子，盛有同时作为催化剂和碳源的粉末状二茂铁的铝箔船型容器置于加热炉外的石英管内通过热盘进行加热为二茂铁提供可控的升华温度；二茂铁中的碳原子作为碳源开始生长，最后在氦气保护下对碳纳米管样品进行退火处理，得到高纯度高导热的碳纳米管阵列热界面材料。本发明原料少，成本低、工艺流程简单，工艺参数稳定，产品纯度高、导热性能好。

主权项

1.一种制备高纯度高导热碳纳米管阵列热界面材料的方法，其特征在于制备方法是基于浮动催化化学气相沉积原理，具体制备步骤如下：(1)将一定厚度的SiO2片置于硅片上，再将硅片放置于倾角为2～9°的铁质下降楔形台上；铁质下降楔形台平放于横贯加热炉的石英管的中心位置，铁质下降楔形台的倾角面迎着来流方向，确保气流携带的催化剂粒子能有效附着于SiO2片上；将盛有同时作为催化剂和碳源的粉末状二茂铁的铝箔船型容器置于加热炉外的石英管内；铝箔船型容器底部通过热盘进行加热，热盘为二茂铁提供可控的升华温度；(2)在石英管中通入氦气形成惰性气氛并加热至一定温度并稳定，氦气同时作为二茂铁颗粒飞行沉降至SiO2基底的载体，整个过程持续30～60分钟；(3)关闭氦气阀门，通以流量为900～1200sccm的氩气/氢气混合气氛，其中：氩气/氢气比为0.95/0.05，该混合气将二茂铁还原成用作碳纳米管垂直生长的催化剂铁粒子，二茂铁中的碳原子作为碳源开始生长，此过程持续8～12分钟；(4)关闭氩气/氢气混合气瓶阀门，通以氦气1～3小时直至石英管温度降低至200℃以下，氦气提供惰性气氛，对碳纳米管样品进行一定程度的退火处理，得到高纯度、高导热的碳纳米管阵列热界面材料。