[发明专利]一种具有光限幅特性的固态材料及制备方法

权利要求书

1、一种具有光限幅特性的固态复合材料，其特征在于所述的固态复合材料由碳纳米管和玻璃基质组成，其中，碳纳米管的质量百分含量为0.01-1％，其余为玻璃基质；所述的玻璃基质为硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、氧化物玻璃、硫系玻璃或卤化物玻璃。

2、按权利要求1所述的具有光限幅特性的固态复合材料，其特征在于所述的碳纳米管的直径为0.3-80nm，长径比至少为20∶1。

3、按权利要求1或2所述的具有光限幅特性的固态复合材料，其特征在于所述的碳纳米管为单壁碳纳米管或多壁碳纳米管。

4、按权利要求1或2所述的具有光限幅特性的固态复合材料，其特征在于制备的光限幅特性的固态复合材料在400-800nm可见光范围，材料的透过率60-70％以上。

5、制备如权利要求1所述的具有光限幅特性的固态复合材料的方法，其特征在于由下述两种制备方法中的任一种，具体步骤是：

方法A：

(1)碳纳米管悬浮液的制备

将碳纳米管与表面活性剂加入到分散介质中，超声分散后再磁力搅拌均匀，生成碳纳米管悬浮液；

(2)碳纳米管/玻璃复合粉体的制备

采用下述两种方法中的任一种：

(A)混合球磨法：径玻璃基质粉体加入到步骤1制备的碳纳米管悬浮液中，再加入球磨子混合球磨至混合均匀、经干燥、过筛；

(B)溶胶-凝胶法：配置玻璃基质溶胶，然后将步骤1制备的碳纳米管悬浮液倒入溶胶中，搅拌、滴入氨水，生成凝胶，经洗涤干燥，得到复合粉体；

(3)碳纳米管/玻璃基质复合材料的烧成：采用热亚烧结工艺，在20-40Mpa压力和惰性气氛下于850-1500℃制备成具有光限特性的固态复合材料；

方法B：将碳纳米管加入含有表面活性剂的玻璃前驱体水溶液中，经搅拌、超声分散，再加入均相沉淀剂、搅拌后得到沉淀，得到无定形玻璃粉体和纳米管的复合粉体，最后复合粉体在20-40Mpa压力和惰性气氛下于850-1500℃热压烧结，制备成具有光限特性的固态复合材料；

在所述的固态复合材料中碳纳米管的质量百分含量为0.01-1％；

所述的碳纳米管与表面活性剂的质量比0.05-0.30。

6、按权利要求5所述的具有光限幅特性的固态复合材料的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵CTAB、十二烷基硫酸钠SDS、十二烷基苯磺酸钠SDBS或二甲基甲酰胺DMF。

7、按权利要求5所述的具有光限幅特性的固态复合材料的制备方法，其特征在于所述的分散介质为去离子水、无水乙醇或无水乙醇+去离子水。

8、按权利要求5所述的具有光限幅特性的固态复合材料的制备方法，其特征在于球磨混合法中超声分散5-40分钟。

9、按权利要求5所述的具有光限幅特性的固态复合材料的制备方法，其特征在于所述的复合材料中的玻璃基质为无定形粉体或粒径大于0.1μm的晶态粉体。