[发明专利]纤维镀膜设备和对碳纳米管纤维进行镀膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纤维镀膜领域，具体地，涉及一种纤维镀膜设备、一种利用 所述纤维镀膜设备对碳纳米管纤维进行镀膜的方法。

背景技术

在现有技术中，通常需要利用电化学镀膜的方法在碳纳米管纤维上镀金 属膜。但是，这种方法镀金属膜时，容易造成污染，并且，金属膜并不是很 致密。

因此，如何以环保的方式对碳纳米管纤维进行镀金属膜成为本发明亟待 解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维镀膜设备、一种利用所述纤维镀膜设备 对碳纳米管纤维进行镀膜的方法。利用所述纤维镀膜设备对碳纳米管纤维镀 膜能够在所述碳纳米管纤维表面形成致密的金属膜，并且镀膜过程中不会对 环境造成污染。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种纤维镀膜设备， 其中，所述纤维镀铜设备包括镀膜腔室、电子束枪、至少一个蒸发坩埚、放 丝辊和收丝辊，所述电子束枪、所述蒸发坩埚、所述放丝辊和所述收丝辊均 设置在所述镀膜腔室内。

优选地，所述蒸发坩埚设置在所述放丝辊和所述收丝辊的连线的一侧， 所述电子束枪设置在所述蒸发坩埚的一侧，以使得所述蒸发坩埚位于所述电 子束枪和所述放丝辊与所述收丝辊的连线之间。

优选地，所述纤维镀膜设备还包括加热装置，所述加热腔装置用于对所 述镀膜腔室进行加热。

优选地，所述加热装置设置在所述放丝辊和所述收丝辊的连线的另一 侧。

作为本发明的另一个方面，提供一种利用所述的纤维镀膜设备对碳纳米 管纤维进行镀膜的方法，其特征在于，未镀膜的碳纳米管纤维缠绕在所述放 丝辊上，所述蒸发坩埚内设置有金属靶材，所述方法包括：

从所述放丝辊上拾取碳纳米管纤维的自由端，固定在所述收丝辊上；

将所述镀膜腔室内部设置为预定的工艺条件；

开启所述电子束枪，对位于所述放丝辊和所述收丝辊之间的所述碳纳米 管纤维进行镀膜；

每隔预定时间驱动所述放丝辊和所述收丝辊同步转动，以将镀膜的碳纳 米管纤维缠绕在所述收丝辊上；或者，驱动所述收丝辊和所述放丝辊以预定 速度同步转动。

优选地，所述金属靶材包括铜靶材。

优选地，将所述镀膜腔室内部设置为预定的工艺条件的步骤包括：

对所述镀膜腔室进行抽真空，以使得所述镀膜腔室内的气压低于1× 10^-2Pa；

对所述镀膜腔室进行加热，并持续对所述镀膜腔室进行抽真空，直至所 述镀膜腔室内的温度达到300℃至400℃，所述镀膜腔室内气压低于1× 10^-3Pa。

优选地，将所述镀膜腔室内部设置为预定的工艺条件的步骤还包括：

向所述镀膜腔室内通入保护气体。

对所述保护气体进行电离。

优选地，所述保护气体包括氩气。

优选地，所述保护气体的流速在20-40sccm之间。

优选地，所述电子束枪的功率在20KW至30KW之间。

优选地，所述预定时间在5s至15s之间。

优选地，所述预定速度在0-20mm/s之间。

优选地，所述方法还包括在将所述碳纳米管纤维设置在所述放丝辊上之 前，对所述碳纳米管纤维进行清洗。

利用本发明所提供的纤维镀膜设备可以连续地对碳纳米管纤维进行镀 膜，利用所述纤维镀膜设备进行的镀膜方法属于物理气象沉积，镀膜过程中 不会产生废气，不会对环境造成污染。由于电子束枪产生的电子具有较高的 运动速度，因此，轰击形成的金属原子也具有较高的运动速度，所述金属原 子具有较大的动能，沉积在碳纳米管纤维上之后，可以与碳纳米管纤维之间 产生较强的结合力，从而可以确保金属膜牢固地附着在碳纳米管纤维的表 面。

附图说明

图1是本发明所提供的纤维镀膜设备的示意图；

图2是纤维清洗设备的示意图；

图3是未镀膜的碳纳米管纤维的扫描图像；

图4是利用本发明实施例1的方法对碳纳米管纤维进行镀铜后的纤维的 扫描图像；

图5为图4中纤维的放大图；

图6是利用本发明实施例2的方法对碳纳米管纤维进行镀铜后的纤维的 扫描图像；

图7是图6中纤维的放大图；