法结合在一起，该方法顺序地 将图案化金属层连接在一起以生产具有复杂内部空腔的网形产品。
[0019] 图3图解了制备整体CNT和金属复合材料带20的示例性方法100。方法100包括 102从多个单壁碳纳米管（SWCNT)和/或多壁碳纳米管（MWCNT)形成多个CNT材料层12。 在该示例性实施方式中，CNT材料层12是无纺片或纱。该方法进一步包括104在CNT材料 层12的一个或多个面16和18上沉积金属膜14以形成整体CNT和金属复合材料10。在该 示例性实施方式中，金属膜14通过化学气相沉积、化学镀膜法、溅射和物理气相沉积方法 中的至少一种沉积。该方法也包括106将多个整体CNT和金属复合材料10连接在一起以 形成整体CNT和金属复合材料带20。在该示例性实施方式中，整体CNT和金属复合材料10 通过超声波焊接和超声波增材制造方法的至少一种连接在一起。 实施例
[0020] 在一个实施例中，整体CNT材料层12的无纺片由具有直径在大约2nm至大约5nm之间的单个SWCNT、具有直径在大约20nm至大约50nm之间的单个MWCNT、或二者的结合制 备。每个整体CNT层12形成具有在大约20ym至大约IOOym之间的横截面厚度。整体 CNT和金属复合材料10通过用大约3,000A(0. 3ym)的金属材料涂布整体CNT层12的 每面16和18形成。例如，在该示例性实施方式中，金属材料例如铝、铜、镍、钛、银、金或铬 或者其任意结合可以用于形成金属复合材料10。可选地，可使用使金属复合材料10能够如 本文所述起作用的任何金属材料。将产生的整体CNT和金属复合材料10通过超声波焊接 方法连接在一起以形成整体CNT和金属复合材料带20。超声波焊接方法促进减少在复合 材料10内的空间（openspace)并且减少每个整体CNT和金属复合材料的厚度大约20%。 因此，整体CNT和金属复合材料10具有降低的在单个CNT之间的电阻以及降低的电阻。在 该实施例中，整体CNT和金属复合材料带20制备为具有粗略测量Icm宽、IOcm长的尺寸并 且是一个至几个复合材料10厚。
[0021] 如本文所述，整体CNT和金属复合材料制备为具有优于其他材料如铜和铝的增加 的比电导率。另外，复合材料展现出高电导率、高导热性和高机械强度。用以上技术形成的 整体CNT复合材料减少了单个CNT之间的接触电阻并且减少了每个整体CNT和金属复合材 料内的空间。进一步地，将多个整体CNT和金属复合材料连接，形成高强度、高度导电的整 体CNT和金属复合材料带。具有优越性质的整体CNT复合材料使其对于应用例如EMI屏蔽、 输电线路的导线、航天器线束和电动机是理想的。
[0022] 该书面描述利用实施例以公开各种实施方式，包括最佳方式，并且还使本领域任 何技术人员能够实行这些实施方式，包括制造和使用任何设备或系统以及实施任何结合的 方法。专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实施例。如 果这些其他实施例具有不与权利要求书字面语言不同的结构部件，或者如果它们包括与权 利要求书的字面语言无实质差异的等效结构部件，则它们将在权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 整体碳纳米管和金属复合材料（10)，其包括： 含有多个碳纳米管的整体碳纳米管材料层（12);和 施加在所述整体碳纳米管材料层（12)上的金属膜（14)，所述金属膜（14)渗透进入单 个碳纳米管之间的空隙以减少所述多个碳纳米管之间的电阻。
2. 根据权利要求1所述的复合材料（10)，其中所述多个碳纳米管的至少一部分是金属 碳纳米管。
3. 根据权利要求1所述的复合材料（10)，其中所述多个碳纳米管包括单壁碳纳米管和 多壁碳纳米管的至少一种。
4. 根据权利要求1所述的复合材料（10)，其中所述整体碳纳米管材料层（12)是无纺 片和纱的至少一种。
5. 根据权利要求1所述的复合材料（10)，其中所述金属膜（14)采用化学气相沉积方 法、化学镀膜方法、溅射方法和物理气相沉积方法的至少一种被施加在所述整体碳纳米管 材料层（12)上。
6. 根据权利要求1所述的复合材料（10)，其中所述金属膜（14)包括错、镍、铜、钛、银、 金和铬的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的复合材料（10)，包括： 连接至第二整体碳纳米管和金属复合材料（10)的第一整体碳纳米管和金属复合材料 (10)，以形成整体碳纳米管和金属复合材料带（20)。
8. 制备整体碳纳米管和金属复合材料（10)的方法（100)，所述方法（100)包括： (102)形成包含多个碳纳米管的第一整体碳纳米管材料层（12);以及 (104)在所述整体碳纳米管材料层（12)上沉积金属膜（14)，所述金属膜（14)渗透进 入单个碳纳米管之间的空隙以减少所述多个碳纳米管之间的电阻。
9. 根据权利要求8所述的方法（100)，进一步包括制备第二整体碳纳米管和金属复合 材料（10)，以及（106)连接所述第二整体碳纳米管和金属复合材料（10)至所述第一整体碳 纳米管和金属复合材料（10)以形成整体碳纳米管和金属复合材料带（20)。
10. 根据权利要求9所述的方法（100)，进一步包括利用超声波焊接方法和超声波增材 制造方法的至少一种连接所述第二整体碳纳米管和金属复合材料（10)至所述第一整体碳 纳米管和金属复合材料（10)。
11. 根据权利要求8所述的方法（100)，其中形成所述第一整体碳纳米管材料层（12) 包括使用金属碳纳米管形成所述层（12)的至少一部分。
12. 根据权利要求8所述的方法（100)，其中形成所述第一整体碳纳米管材料层（12) 包括使用单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的至少一种形成所述层（12)的至少一部分。
13. 根据权利要求8所述的方法（100)，其中形成所述第一整体碳纳米管材料层（12) 包括使用无纺片和纱的至少一种形成所述层（12)的至少一部分。
14. 根据权利要求8所述的方法（100)，其中沉积所述金属膜（14)包括利用化学气相 沉积方法、化学镀膜方法、溅射方法和物理气相沉积方法的至少一种将所述金属膜（14)施 加在所述整体碳纳米管材料层（12)上。
15. 根据权利要求8所述的方法（100)，其中沉积所述金属膜（14)包括将铝、镍、铜、 钛、银、金和铬的至少一种施加在所述整体碳纳米管材料层（12)上。
【专利摘要】在一个实施方式中，提供整体碳纳米管和金属复合材料。该整体碳纳米管和金属复合材料包括含有多个碳纳米管的整体碳纳米管材料层和施加在整体碳纳米管材料层上的金属膜。金属膜渗透进入单个碳纳米管之间的空隙以减少多个碳纳米管之间的电阻。
【IPC分类】H01B1-04, H01B1-02
【公开号】CN104603885
【申请号】CN201380038990
【发明人】J·A·瓦森克祖克
【申请人】波音公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2013年7月8日
【公告号】EP2896051A1, US8865604, US9129723, US20140080378, US20140352869, WO2014042755A1