枪筒、炮身以及其它组件。烧 结的固体碳产物还可有益于航空运输工具，如飞机、宇宙飞船、导弹等。 实施例
[0072] 实施例1 :压实的CNT的烧结
[0073] 如美国专利公布号2012/0034150A1中所描述形成CNT。使用100-吨（890-kN) 压力机将大约I. 0克至1. 25克的CNT样品各自压成15-mm直径。将压制的样品置于惰性 气体炉（型号 l〇〇〇_3〇6〇-FP2〇,可从 CASanta Rosa 的 Thermal Technology, LLC 获得）中 并且在真空下以25°C的速率加热，直到样品达到400°C为止。将此温度维持30分钟，以允 许样品除去任何氧气、水或存在的其它物质。然后在大于大气压的3-5psi(21至34kPa)下 用惰性气体（氩气或氦气）填充所述炉。以20°C /min的速率加热所述炉，直到样品达到 1500°C为止。将此温度维持30分钟。以5°C /min持续加热至烧结温度，将此温度维持60 分钟的停留时间。然后将样品以50°C /min冷却至1000°C，在此之后，关闭所述炉，直到样 品达到环境温度为止。在以下表1中示出样品的样品质量、压实压力以及烧结温度。惰性 气体对于在2400°C下烧结的样品为氦气并且对于其它样品为氩气。
[0074] 表1 :实施例1中制备的样品
[0075]
【主权项】
1. 一种形成固体碳产物的方法，其包括： 将多个碳纳米管设置于压力机中；W及 将压力施加于所述多个碳纳米管上，W形成压缩的固体碳产物。
2. 如权利要求1所述的方法，其还包括烧结所述碳纳米管W形成烧结的固体碳产物。
3. 如权利要求2所述的方法，其中烧结所述碳纳米管包括在惰性气氛或真空中烧结 所述碳纳米管。
4. 如权利要求3所述的方法，其还包括将所述烧结的固体碳产物冷却至低于碳纳米 管的氧化温度的温度并且从所述惰性气氛或真空中去除所冷却的烧结的固体碳产物。
5. 如权利要求2所述的方法，其中烧结所述碳纳米管包括在预定的温度下持续预定 的时间烧结所述碳纳米管。
6. 如权利要求5所述的方法，其中烧结所述碳纳米管包括在约1400°C与碳的升华温 度之间的温度下烧结所述碳纳米管。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其还包括在将所述多个碳纳米管设置于压 力机中之前形成所述多个碳纳米管，其中每个碳纳米管包含残留的金属催化剂。
8. 如权利要求7所述的方法，其中形成多个碳纳米管包括形成包含选自由周期表第5 族至第10族的元素组成的组的催化剂残留物形式的金属的多个碳纳米管。
9. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将压力施加于所述多个碳纳米管W形 成所述压缩的固体碳产物包括形成多孔的压缩的固体碳产物。
10. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将压力施加于所述多个碳纳米管W 形成所述压缩的固体碳产物包括形成导电性的压缩的碳固体碳产物。
11. 如权利要求10所述的方法，其中形成导电性的压缩的碳固体碳产物包括形成电 极。
12. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将压力施加于所述多个碳纳米管W 形成所述压缩的固体碳产物包括通过冲模挤压所述压缩的固体碳产物。
13. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将压力施加于所述多个碳纳米管W 形成所述压缩的固体碳产物包括将所述碳纳米管压入模具中。
14. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将所述多个纳米管设置于压力机中 包括将所述多个纳米管设置于所述压力机内的模具中。
15. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中将压力施加于所述多个碳纳米管W 形成所述压缩的固体碳产物包括压实所述碳纳米管。
16. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其还包括将所述碳纳米管暴露于反应性 气体中。
17. 如权利要求16所述的方法，其中将所述碳纳米管暴露于反应性气体包括将所述 碳纳米管暴露于选自由含有幾基的材料、娃烧W及姪类组成的组的至少一种材料。
18. 如权利要求1至6中任一项所述的方法，其还包括： 制备包含盐的液体溶液； 将所述压缩的固体碳产物与所述液体溶液接触； 将电势施加于所述压缩的固体碳产物上，W诱导所述液体溶液的至少一种组分电沉积 于所述压缩的固体碳产物的表面上并且形成板状压缩的固体碳产物；W及 冲洗所述板状压缩的固体碳产物，w从中去除所述液体溶液。
19. 一种烧结的固体碳产物，其包含多个共价结合的碳纳米管。
20. 如权利要求19所述的烧结的固体碳产物，其中所述共价结合的碳纳米管在其之 间限定多个具有小于约100 nm的中值最小尺寸的孔隙。
21. 如权利要求19所述的烧结的固体碳产物，其中所述共价结合的碳纳米管中的至 少一些包含金属。
22. 如权利要求19所述的烧结的固体碳产物，其中所述固体碳产物的堆积密度小于 约 2. 2 g/cm3。
23. 如权利要求19所述的烧结的固体碳产物，其中所述固体碳产物的堆积密度大于 约 1. 3 g/cm3。
24. 如权利要求19所述的固体碳产物，其还包含金属、陶瓷和润滑剂中的至少一种， 其中金属、陶瓷和润滑剂中的所述至少一种散布于围绕所述多个共价结合的碳纳米管并且 与其接触的连续基体中。
25. 如权利要求19至24中任一项所述的烧结的固体碳产物，其中所述固体碳产物包 含结构构件。
26. 如权利要求19至24中任一项所述的烧结的固体碳产物，其中所述固体碳产物包 含防射弹材料。
27. 如权利要求19至24中任一项所述的烧结的固体碳产物，其中所述固体碳产物包 含导电性材料。
28. -种形成烧结的碳纳米管结构的方法，所述方法包括： 压缩包含碳纳米管的材料； 在非反应性环境中加热所压缩的材料W在相邻碳纳米管之间形成共价键并且形成结 合的碳纳米管结构；W及 将所结合的碳纳米管结构冷却至低于碳纳米管在空气中的氧化温度的温度。
29. 如权利要求28所述的方法，其还包括从所述非反应性环境中去除所冷却的结合 的碳纳米管结构并且将所述冷却的结合的碳纳米管结构暴露于空气中。
30. -种形成烧结的碳纳米管结构的方法，所述方法包括： 将包含碳纳米管的材料压缩W形成生巧固体碳产物； 在反应性环境中加热所述生巧固体碳产物W诱导所述生巧固体碳产物中的至少两个 相邻碳纳米管之间的共价结合W及与所述反应性环境的至少一种材料的另外的共价结合， 所述加热形成烧结的固体碳产物；W及 将所述烧结的固体碳产物冷却至低于所述烧结的固体碳产物在空气中的氧化温度。
31. 如权利要求30所述的方法，其还包括从所述非反应性环境中去除所冷却的烧结 的固体产物并且将所述冷却的烧结的固体碳产物暴露于空气中。
32. -种形成烧结的碳纳米管结构的方法，所述方法包括： 将包含碳纳米管的材料压缩W形成生巧固体碳产物； 在非反应性环境中加热所述生巧固体碳产物W诱导所述生巧固体碳产物中的至少两 个相邻碳纳米管之间的化学结合，所述加热形成中间体固体碳产物； 将至少一种反应性材料引入到所述中间体固体碳产物中； 在所述至少一种反应性材料存在下加热所述中间体固体碳产物，w诱导所述中间体固 体碳产物中的至少一个碳纳米管与所述至少一种反应性材料的化学结合，所述加热形成烧 结的固体碳产物；W及 将所述烧结的固体碳产物冷却至低于所述烧结的固体碳产物在空气中的氧化温度。
33. -种制备烧结的碳纳米管结构的方法，所述方法包括； 将包含第一多个碳纳米管的材料设置于非反应性环境中； 烧结所述第一多个碳纳米管中的至少两个，W在其之间形成共价键，从而形成第一结 合结构； 使包含第二多个碳纳米管的另一种材料沉积于所述第一结合结构上； 烧结所述第二多个碳纳米管中的至少两个W在其之间形成共价键并且烧结所述第一 结合结构中的所述第一多个碳纳米管中的至少一个与所述第二多个碳纳米管中的至少一 个，W形成第二结合结构； 将所述第二结合结构冷却至低于所述碳纳米管在空气中的氧化温度的温度；W及 从所述非反应性环境中去除所述第二结合结构。
34. -种制备烧结的碳纳米管结构的方法，其包括： 将包含碳纳米管的材料层设置于可移动的带上； 移动所述带W将所述材料层运输到含有非反应性环境的腔室中； 加热所述带和所述材料层，W在所述材料中的相邻碳纳米管之间形成烧结的结合； 将所述材料冷却至低于所述碳纳米管在空气中的氧化温度的温度；W及 移动所述带W将所述材料从含有所述非反应性环境的所述腔室中去除。
35. 如权利要求34所述的方法，其还包括在配置来压缩所述材料层的两个漉之间移 动所述带。
【专利摘要】形成固体碳产物的方法包括将多个纳米管设置于压力机中并且将热量施加于所述多个碳纳米管上以形成所述固体碳产物。进一步加工可包括烧结所述固体碳产物，以形成多个共价结合的碳纳米管。所述固体碳产物在所述碳纳米管之间包括多个具有小于约100nm的中值最小尺寸的孔隙。一些方法包括压缩包含碳纳米管的材料，在非反应性环境中加热所压缩的材料以在相邻碳纳米管之间形成共价键以形成烧结的固体碳产物，以及将所述烧结的固体碳产物冷却至碳纳米管的碳不会氧化的温度，之后去除所得的固体碳产物以用于进一步加工、运输或使用。
【IPC分类】C01B31-02, B82B1-00, B01J19-20, B82B3-00
【公开号】CN104619637
【申请号】CN201380046917
【发明人】D·B·诺伊斯
【申请人】赛尔斯通股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年7月9日
【公告号】US20150225242, WO2014011631A1