[00128342]超级导热碳纳米管宏观体材料的制备及其导热机理研究

项目实施意义及国内外现状 　　单根碳纳米管具有非常优异的导热性能，在热管理领域极具潜在的应用价值，但目前国内外所制备的碳纳米管宏观体材料导热性能远远弱于单根碳纳米管，低于常用的金属导热材料，有些甚至比热绝缘的非晶态聚合物还要低，目前尚无法应用于热管理。本研究从碳纳米管网络结构的导热机理出发，通过内分子结连接的碳纳米管网络结构材料的制备及缺陷修复，能极大地提高碳纳米管宏观体材料的导热性能；超级导热碳纳米管宏观体材料的制备对于微电子元件的散热及航天、航空及涂层材料的散热等热管理领域具有重要的应用价值。 项目基础（目前已掌握的关键技术及开发的产品） 　　目前已针对多种内分子结连接的碳纳米管网络结构的材料制备方法进行了研究，掌握的关键技术包括：（1）内分子结连接的碳纳米管网络结构的焊接生成方法。（2）碳纳米管微观网络结构的轴向及管间导热性能的分析方法。 主要研究内容和创新点 　　本项目将针对超级导热碳纳米管宏观体材料的制备及其导热机理进行研究。对内分子结连接的碳纳米管网络结构的制备及缺陷修复方法进行研究；从理论上对内分子结连接的碳纳米管微观网络结构的轴向及管间导热性能进行分析，建立热导率和碳纳米管网络结构的关系及预测方法，对提高碳纳米管宏观体材料的导热性能提供理论指导；进而实现超级导热碳纳米管宏观体材料的制备。 主要创新点如下： 　　（1）内分子结连接的碳纳米管网络结构（薄膜、块状体材料）的制备方法，包括焊接（热焊接、离子束焊接）、CVD包络等。 　　（2）采用离子束、电子束焊接等方法易使碳纳米管结构产生多余的缺陷，从而降低碳纳米管结构的导热性能，本项目拟采用微波结合加热等方法对缺陷进行修复。 　　（3）通过对内分子结连接的碳纳米管微观网络结构的轴向及管间导热性能进行分析，建立热导率和碳纳米管网络结构的关系及预测方法，从而对进一步提高碳纳米管宏观体材料的导热性能提供理论指导。 预期成果（有望突破的产业核心关键技术、形成的重大目标产品、专利、产业规模等） 预期成果： 　　（1）实现超级导热碳纳米管宏观体材料的制备； 　　（2）形成超级导热碳纳米管薄膜、块状体材料的产业化生产工艺； 　　（3）申请发明专利3～4项。