[发明专利]一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法

权利要求书

1.一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法，其特征在于，按照下述步骤进行：

（1）步骤1，将碳纳米管置于分散液中并使用超声波进行清洗，然后进行干燥处理；

在所述步骤1中，所述碳纳米管选用普通碳纳米管，或者具有金属镀层的碳纳米管，所述金属镀层为表层镀镍或铜，所述碳纳米管选用单壁碳纳米管或者多壁碳纳米管，直径约为5-40nm，长约为1-30μm；具有金属镀层的碳纳米管中，所述金属元素的质量分数为60％；所述分散液为体积分数95％的酒精和体积分数5％的盐酸的混合液，所述盐酸的浓度为1—5mol/L，所述酒精为质量百分数10—20％的乙醇水溶液；所述超声波清洗所用功率为100w，时间为5min，在常温20—25摄氏度下清洗；

（2）向锡或锡基合金粉末中加入步骤（1）中干燥后的碳纳米管并搅拌均匀，得到混合粉末，其中碳纳米管的加入量为步骤（1）中干燥后的碳纳米管质量的0.01%～0.2%，所述锡基合金为96.5wt.%Sn-3.5wt.%Ag、或者99.3wt.%Sn-0.7wt.%Cu；

（3）将步骤（2）中的混合粉末进行球磨，以得到混合均匀的复合粉末，例如选用球磨机以60r/min的转速球磨2～5小时，得到混合均匀的复合粉末；

（4）利用模具将步骤（3）中复合粉末压制成型，压强选用为5～20MPa，得到复合合金体；

（5）将通过步骤（4）获得的复合合金样品在真空环境下退火2～5小时以释放应力，退火温度为80～120℃；

（6）将步骤（5）中退火后的复合合金体置于处在真空状态下的支架上，并使用电磁感应加热或者电阻丝加热方法进行熔化，使相应的锡或者锡基合金从碳纳米管骨架中流出，碳纳米管骨架由少量的锡与镍反应生成的金属间化合物连接，最终获得具有特定形状和强度较高的碳纳米管宏观体。

2.根据权利要求1所述的一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述锡或锡基合金粉末的颗粒度0.5—20μm，所述碳纳米管的加入量为步骤（1）中干燥后的碳纳米管质量的0.05％—0.2％。

3.根据权利要求1所述的一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述复合合金体的宏观形状选择圆饼型、方型或柱型。

4.根据权利要求1所述的一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法，其特征在于，在所述步骤6中，所述加热熔化条件为在300℃温度下保持至少1min，优选1－2min。

5.根据权利要求1所述的一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法，其特征在于，最终制备的碳纳米管宏观体中，碳纳米管在宏观体内均匀分布，且在相邻的碳纳米管之间形成空隙，碳纳米管宏观体密度为1-4g/cm³，孔隙率为30-60%，极限拉伸强度为1-10MPa。