專利名稱：碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體和粘接部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明還涉及含有該碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的粘接部件。
背景技術(shù)：
對于碳納米管而言，由于其優(yōu)異的熱學(xué)特性和電學(xué)特性等，期待在各種各樣的功 能性材料中的應(yīng)用。因此，對于碳納米管，進(jìn)行了生產(chǎn)性、用途等各種各樣的研究。為了使碳納米管作為功能性材料不斷實(shí)用化，例如可列舉制成由多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的碳納米管集合體，使其集合體的性能提高。作為碳納米管集合體的用途,例如可列舉粘接劑(專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2)。作為エ業(yè)用途的粘接劑，可使用各種各樣的材料，但其大部分都是柔軟的塊體(bulk)設(shè)計(jì)的粘弾性體。粘弾性體因其模數(shù)低而與被粘附物浸潤融合，發(fā)揮粘接力。另ー方面可知，碳納米管因其直徑為納米尺寸，所以追隨被粘附物的表面凹凸，通過范德華カ發(fā)揮粘接力。在基材上具備由多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的碳納米管集合體的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，能夠適用于粘接部件等各種各樣的用途。碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體通常是在基材上通過化學(xué)氣相沉積法(CVD法)使碳納米管生長形成來制造的。通過化學(xué)氣沉積相法(CVD法)的碳納米管的生長形成，通常是在400 800 0C左右的高溫下進(jìn)行。因此，作為基材，使用在高溫下也顯示高的耐久性的高耐熱性的材料。但是，由這種高耐熱性的材料構(gòu)成的基材，存在與碳納米管的附著力低的問題。這樣，當(dāng)碳納米管與基材的附著力低時，例如在應(yīng)用于粘接部件的情況下，需要將由多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的碳納米管集合體轉(zhuǎn)印到其它的基材上，產(chǎn)生制造成本增高的問題。作為使用高耐熱性的材料的基材，一直以來，有代表性的是使用硅基板。但是，存在硅基板價格高的問題。另外，由于硅基板硬直，所以存在難以適用于要求柔軟性(例如，能夠彎曲為180°等)的用途的問題。另外，與碳納米管相比，硅基板存在導(dǎo)熱系數(shù)和電導(dǎo)率大幅劣化的問題。因此，作為使用高耐熱性的材料的基材，就著眼于硅基板之外的基材，但這樣的基材存在與碳納米管的附著力非常低的問題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :美國專利申請公開第2004 / 0071870號專利文獻(xiàn)2 :美國專利申請公開第2006 / 0068195號

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題本發(fā)明的目的在于提供一種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力非常高。另外，在于提供一種含有這種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的粘接部件。用于解決課題的方法本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，在該基材和該碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體之間具備中間層，該中間層的厚度為l.Onm以上且小于10nm，具備該中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力為5N/cm2以上。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述中間層包含無機(jī)氧化物。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述基材包含銅或含有50重量％以上銅的銅合金的任一種。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述基材的楊氏模量為250GPa以下。在本發(fā)明的另ー實(shí)施方式中，提供一種粘接部件。本發(fā)明的粘接部件含有本發(fā)明 的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力非常高。另外，能夠提供一種粘接部件，其含有這種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，能夠提供一種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其作為基材采用特定的基材，從而基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力非常高，而且具有能夠彎曲180°的優(yōu)異的柔軟性，并且，能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)和優(yōu)異的電導(dǎo)率。另外，能夠提供ー種含有這種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的粘接部件。


圖I是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的示意剖面圖。圖2是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的碳納米管集合體制造裝置的示意剖面圖。圖3是表示楊氏模量測定方法的示意剖面圖。圖4是體積電阻率測定裝置的示意剖面圖。符號說明I 基材2碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體3中間層10碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體
具體實(shí)施例方式圖I是表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的代表性的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的示意剖面圖(為了明示各構(gòu)成部分，比例尺沒有準(zhǔn)確記載)。碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體10具備基材I、多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體2和中間層3。在本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體中，具備中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力為5N / cm2以上。該附著力優(yōu)選為7 500N / cm2，更優(yōu)選為10 200N / cm2。由于具備中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力在上述范圍內(nèi)，所以作為粘接部件的應(yīng)用極其容易。例如，由于具備中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力足夠高，因此，不需要將由多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的碳納米管集合體轉(zhuǎn)印于其它基材，能夠降低制造成本。在本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體中，碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的前端在25°C對于玻璃的剪切粘接力，優(yōu)選為15N / cm2以上，更優(yōu)選為15 200N / cm2，更加優(yōu)選為20 200N /cm2,特別優(yōu)選25 200N / cm2,最優(yōu)選30 200N / cm2。由于碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的前端在25°C對于玻璃的剪切粘接力在上述范圍內(nèi)，所以在將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體用作粘接部件的情況下，能夠顯示非常優(yōu)異的粘接特性。碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體可以是單層，也可以是多層。另外，碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的直徑、比表面積、密度，可以設(shè)定為任意適當(dāng)?shù)闹?。作為碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的形狀，其橫截面具有任意適當(dāng)?shù)男螤罴纯?。例如，可以列舉其橫斷面為大致圓形、橢圓形、n邊形(n為3以上的整數(shù))等。碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的長度，可設(shè)定為任意適當(dāng)?shù)拈L度。碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的 長度，優(yōu)選為300 10000 u m,更優(yōu)選為400 1000 u m,更加優(yōu)選為500 1000 y m。由于碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的長度在上述范圍內(nèi)，所以在將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體用作粘接部件的情況下，能夠顯示非常優(yōu)異的粘接特性。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體具備的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，其層數(shù)分布的分布寬度、該層數(shù)分布的眾數(shù)(mode)、該眾數(shù)的相對頻度，可取任意適當(dāng)?shù)闹?。其中，所謂層數(shù)分布的分布寬度，是指碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的層數(shù)的最大層數(shù)和最小層數(shù)之差。這些層數(shù)及層數(shù)分布利用任意適當(dāng)?shù)难b置測定即可。優(yōu)選用掃描型電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)來測定。例如，可以用SEM或TEM測定20根以上的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體具備的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，例如可采用下述的第一優(yōu)選實(shí)施方式或第二優(yōu)選實(shí)施方式?！刺技{米管柱狀結(jié)構(gòu)體的第一優(yōu)選實(shí)施方式〉本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體具備的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的第一優(yōu)選實(shí)施方式，層數(shù)分布的分布寬度優(yōu)選為10層以上，該層數(shù)分布的眾數(shù)的相對頻度優(yōu)選為25%以下。上述層數(shù)分布的分布寬度，更優(yōu)選為10 30層，更加優(yōu)選為10 25層，特別優(yōu)選為10 20層。上述層數(shù)分布的最大層數(shù)，優(yōu)選為5 30層，更優(yōu)選為10 30層，更加優(yōu)選為15 30層，特別優(yōu)選為15 25層，上述層數(shù)分布的最小層數(shù)，優(yōu)選為I 10層，更優(yōu)選為I 5層。上述層數(shù)分布的眾數(shù)的相對頻度，更優(yōu)選為I 25%，更加優(yōu)選為5 25%，特別優(yōu)選為10 25%,最優(yōu)選為15 25%。上述層數(shù)分布的眾數(shù)優(yōu)選存在于2 10層,更優(yōu)選存在于3 10層。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體具備的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，通過采用上述實(shí)施方式，在將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體用作粘接部件的情況下，能夠顯示非常優(yōu)異的粘接特性?！刺技{米管柱狀結(jié)構(gòu)體的第二優(yōu)選實(shí)施方式〉本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體具備的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的第二優(yōu)選實(shí)施方式，層數(shù)分布的眾數(shù)優(yōu)選存在于層數(shù)10層以下，該眾數(shù)的相對頻度優(yōu)選為30%以上。上述層數(shù)分布的眾數(shù)更優(yōu)選存在于9層以下，更加優(yōu)選存在于I 9層，特別優(yōu)選存在于2 8層，最優(yōu)選存在于3 8層。上述層數(shù)分布的最大層數(shù)優(yōu)選為I 20層，更優(yōu)選為2 15層，更加優(yōu)選為3 10層。上述層數(shù)分布的最小層數(shù)優(yōu)選為I 10層，更優(yōu)選為I 5層。上述層數(shù)分布的眾數(shù)的相對頻度，更優(yōu)選為30 100%，更加優(yōu)選為30 90%，特別優(yōu)選為30 80%，最優(yōu)選為30 70%。上述層數(shù)分布的眾數(shù)優(yōu)選存在于I 10層，更優(yōu)選存在于2 8層，更加優(yōu)選存在于2 6層。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體具備的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，通過采用上述的實(shí)施方式，在將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體用作為粘接部件的情況下，能夠顯示非常優(yōu)異的粘接特性。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材，只要是包含高耐熱性的材料的基材，就可采用任意適當(dāng)?shù)幕摹＠?，可列舉包含無機(jī)材料的基材、包含金屬材料的基材。優(yōu)選為包含金屬材料的基材，更優(yōu)選為包含銅、或含有50重量％以上銅的銅合金的任ー種的基材。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材包含銅或含有50重量％以上銅的銅合金的任ー種，由此能夠提供ー種具有更優(yōu)異的柔軟性，并且能夠表現(xiàn)出更優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)和更優(yōu)異的電導(dǎo)率的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu) 體。作為上述無機(jī)材料，例如可列舉石墨。作為上述含有50重量％以上銅的銅合金，只要含有50重量％以上的銅，就可以在能夠表現(xiàn)出本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)含有任意適當(dāng)?shù)钠渌饘?。作為這樣的其它金屬，例如可以列舉鎳、鐵、鉻、鋅、錫、硅、錳、鎂、鈦、鋯、銀、鈷等。作為上述銅合金的具體例，例如可以列舉黃銅、白銅、青銅、銅鎳鋅合金(nickel silver)、科瓦鐵鎳鈷合金(Kovar alloy)
坐寸o本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的楊氏模量，優(yōu)選為250GPa以下，更優(yōu)選為I. 0 200GPa,更加優(yōu)選為5. 0 150GPa。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的楊氏模量，只要在250GPa以下，就能夠具有優(yōu)異的柔軟性。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的導(dǎo)熱系數(shù)，優(yōu)選為I 5000W / mK以上，更優(yōu)選為10 4000W / mK,更加優(yōu)選為50 3000W / mK,特別優(yōu)選為150 3000W /mK。通過本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的導(dǎo)熱系數(shù)在上述范圍內(nèi)，就能夠提供能表現(xiàn)更優(yōu)異的導(dǎo)熱系數(shù)的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的電導(dǎo)率，優(yōu)選為l.OXKfnT1 Q以上，更優(yōu)選為I. OXlO7 50X IOV1 fr1，更加優(yōu)選為I. OXlO7 20X IOV1 特別優(yōu)選為I. OX IO7 IOX IOV1 Q-1。由于本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的電導(dǎo)率在上述范圍內(nèi)，因此，能夠提供能表現(xiàn)更優(yōu)異的電導(dǎo)率的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的厚度，根據(jù)目的可采用任意適當(dāng)?shù)暮穸?。?yōu)選為200 i! m以下，更優(yōu)選為0. 01 200 i! m,更加優(yōu)選為0. I 100 y m,特別優(yōu)選為I 100 ym。通過將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的基材的厚度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，就能夠提供具有更優(yōu)異的柔軟性的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。作為本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的中間層，可采用任意適當(dāng)?shù)牟牧?。?yōu)選為無機(jī)氧化物。作為這樣的無機(jī)氧化物，例如可列舉ニ氧化硅(Si02)、氧化鋁(A1203)、ニ氧化硅-氧化鋁(Si02-Al203)、ニ氧化鈦(Ti02)、氧化鋯(ZrO)、氧化鎂(MgO)等。這樣的無機(jī)氧化物可以僅使用ー種，也可以并用兩種以上。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的中間層的厚度為I. Onm以上且小于10nm。該厚度優(yōu)選為2nm以上9nm以下，更優(yōu)選為3nm以上Snm以下。通過將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的中間層的厚度設(shè)定在上述范圍內(nèi)，能夠提供一種基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力非常高的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。作為本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體所含有的中間層的制造方法，可采用任意適當(dāng)?shù)姆椒?。例如可列舉在基材上通過濺射而形成薄膜的方法。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，優(yōu)選在基材的表面形成中間層，在該中間層上形成催化劑層，通過化學(xué)沉積氣相法(Chemical Vapor Deposition :CVD法)使碳納米管在該催化劑層上生長來獲得。作為能夠在制造本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體時使用的裝置，可采用任意適當(dāng)?shù)难b置。例如，作為熱CVD裝置，可列舉如圖2所示的用電阻加熱式的電管狀爐圍著筒型的反應(yīng)容器而構(gòu)成的熱壁型等。在該情況下，作為反應(yīng)容器，例如，優(yōu)選使用耐熱性的石英管等。作為在中間層上形成催化劑層的方法，可采用任意適當(dāng)?shù)姆椒ā＠?，可列舉通過EB (電子束)、濺射等將金屬催化劑沉積的方法、在基板上涂敷金屬催化劑微顆粒的懸濁液的方法等。作為能夠在制造本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體時使用的催化劑(催化劑層的材料)，可使用任意適當(dāng)?shù)拇呋瘎?。例如，可列舉鐵、鈷、鎳、金、鉬、銀、銅等金屬催化劑。上述催化劑層的厚度，優(yōu)選為0.01 20nm,更優(yōu)選為0. I IOnm,更加優(yōu)選為
0.I 5nm，特別優(yōu)選為I 3nm。通過上述催化劑層的厚度在上述范圍內(nèi)，就能夠使多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體與基材的附著力進(jìn)ー步充分表現(xiàn)。作為能夠在制造本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體時使用的、作為碳納米管的原料的碳源，可使用任意適當(dāng)?shù)奶荚?。例如可列挙甲烷、こ烯、こ炔、苯等烴，甲醇、こ醇等醇等。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體能夠制成粘接部件。本發(fā)明的粘接部件含有本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。作為粘接部件，例如可以列舉粘接片、粘接膜。本發(fā)明的粘接部件可以是本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體被固定在任意適當(dāng)?shù)幕迳系恼辰硬考?，也可以是直接使用本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的粘接部件。在本發(fā)明的粘接部件具有基板時，作為該基板，可以列舉石英玻璃、硅(硅晶片等)、工程塑料、高級工程塑料等。作為工程塑料和高級工程塑料的具體例子，可以列舉 聚酰亞胺、聚こ烯、聚對苯ニ甲酸こニ醇酯、こ酰基纖維素、聚碳酸酷、聚丙烯、聚酰胺。分子量等各項(xiàng)物性，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的的范圍，可采用任意適當(dāng)?shù)奈镄?。在本發(fā)明的粘接部件具有基板時，該基板的厚度可根據(jù)目的設(shè)定為任意適當(dāng)?shù)闹?。例如，?yōu)選為I 10000 i! m，更優(yōu)選為5 5000 i! m，更加優(yōu)選為10 1000 y m。對于上述基板的表面，為了提高與鄰接的層的附著性、保持性等，也可以實(shí)施慣用的表面處理，例如鉻酸處理、臭氧暴露、火焰暴露、高壓電擊暴露、離子化放射線處理等化學(xué)的或物理的處理，通過底涂劑(例如，上述粘接性物質(zhì))的涂敷處理。
上述基板既可以是單層，也可以是多層體。將本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體固定于基板時，作為其方法，可采用任意適當(dāng)?shù)姆椒?。例如，也可以在基板上設(shè)置粘接層進(jìn)行固定。另外，在基板為熱固性樹脂時，只要進(jìn)行固化處理來固定即可。另外，在基板為熱塑性樹脂或金屬等時，使其以熔融的狀態(tài)壓接后冷卻到室溫進(jìn)行固定即可。實(shí)施例
下面，通過實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。另外，只要不特別說明，實(shí)施例中的份和％為重量(質(zhì)量)基準(zhǔn)?！痘呐c碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力的測定方法》
將以Icm2單位面積切出的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體載置在玻璃(MATSUNAMI載玻片27mmX56mm)上，使上述碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的前端與玻璃接觸，使5kg的輥往復(fù)一次，將碳納米管的前端壓接在玻璃上。然后，放置30分鐘。用拉伸試驗(yàn)機(jī)(Instron Tensil Tester)在25°C以拉伸速度50mm / min進(jìn)行拉伸,在確認(rèn)了剝離面為具備中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的界面后，求出每單位面積的剪切粘接力?！稐钍夏Ａ康臏y定》用差動變壓器檢測如圖3所示的兩端支承的板狀試樣(dXbXLmm)的中央部施加負(fù)荷(PN)時產(chǎn)生的彎曲(hmm)，根據(jù)下述式計(jì)算楊氏模量E (N / m2)。E = (I / 4) (L3 / Cd3 b)) (P / h) XlO6《導(dǎo)熱系數(shù)的評價》使用株式會社理學(xué)制的“LE / TCM 一 FA8510B”裝置，通過激光閃蒸法，作為測定項(xiàng)目采用熱擴(kuò)散率(tl / 2法)和比熱(外插法〉，測定在測定溫度25°C的基材的導(dǎo)熱系數(shù)。《導(dǎo)電性的評價》作為導(dǎo)電性的評價，測定了體積電阻率。使用圖4所示的裝置，測定了垂直方向的體積電阻率。S卩，將基材切成91Omm、厚度35 u m，將該基材的兩末端用導(dǎo)電性的橡膠電極(含有Ag，體積電阻率=5. 07X 10_3 Q cm)夾住，在上側(cè)的橡膠電極上載置SUS砝碼(65g)，施加電壓(I. 0V)，根據(jù)電流量求體積電阻率(P V)(體積電阻率PV ( Qcm)=〔電壓(V) /電流(A)〕X〔面積(cm2) /厚度(cm)〕)。將測得的體積電阻率(P V)的倒數(shù)作為導(dǎo)電性?！矊?shí)施例I〕在SUS444基材(森松エ業(yè)株式會社制、厚度35 ii m)上利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成MgO薄膜(厚度5nm)。在該MgO薄膜上，再用濺射裝置(ULVAC制、RFS 一200)使Fe薄膜(厚度Inm)沉積而形成催化劑層。接著，將帶有催化劑層的基材切斷，載置于(p30mm的石英管內(nèi)，在石英管內(nèi)流動30分鐘水分保持在350ppm的氦/氫(120 / 80sccm)混合氣體，置換管內(nèi)空氣。然后，使用電管狀爐用35分鐘使管內(nèi)階段性地升溫到765°C，并穩(wěn)定在765°C。在765°C放置10分鐘后，在保持溫度的情況下，向管內(nèi)充填氦/氫/こ烯(105 / 80 / 15SCCm、含水率350ppm)混合氣體，放置30分鐘，使碳納米管在基材上生長，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(I)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(I)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(I )，長度為540 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為61%。將結(jié)果匯總于表I。〔實(shí)施例2〕在SUS444基材(森松エ業(yè)株式會社制、厚度35 ii m)上利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成MgO薄膜(厚度9nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(2)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(2)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(2)，長度為595 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為60%。
將結(jié)果匯總于表I?！矊?shí)施例3〕在銅基材(日礦金屬株式會社制、JTCS、厚度35iim)上利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成Al2O3薄膜(厚度5nm)，在該Al2O3薄膜上，再用濺射裝置(ULVAC制、RFS —200)使Fe薄膜(厚度2nm)沉積而形成催化劑層，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(3)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(3)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(3)，長度為650 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)3層，該眾數(shù)的相對頻度為68%。將結(jié)果匯總于表I。、〔實(shí)施例4〕在銅基材(日礦金屬株式會社制、JTCS、厚度35iim)上利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成Al2O3薄膜(厚度9nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例3同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(4)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(4)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(4)，長度為710 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)3層，該眾數(shù)的相對頻度為69%。將結(jié)果匯總于表I?！矊?shí)施例5〕在黃銅基材(日礦金屬株式會社制、C2680、厚度35iim、銅鋅=66 34 (重量比))上利用濺射裝置(ULVAC制、RFS 一 200)形成SiO2薄膜(厚度5nm)，在該SiO2薄膜上，再用濺射裝置(ULVAC制、RFS 一 200)使Fe薄膜(厚度Inm)沉積而形成催化劑層，除此之夕卜，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(5)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(5)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(5)，長度為575 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為60%。將結(jié)果匯總于表I。〔實(shí)施例6〕在黃銅基材(日礦金屬株式會社制、C2680、厚度35iim、銅鋅=66 34 (重量比))上利用濺射裝置(ULVAC制、RFS 一 200)形成SiO2薄膜(厚度9nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例5同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(6)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(6)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(6)，長度為620 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為67%。將結(jié)果匯總于表I?！矊?shí)施例7〕在銅基材(日礦金屬株式會社制、JTCS、厚度35iim)上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成Al2O3薄膜(厚度2nm)，在該Al2O3薄膜上，再用濺射裝置(ULVAC制、RFS —200)使Fe薄膜(厚度Inm)沉積而形成催化劑層，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(7)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(7)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(7)，長度為520 iim，層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為62%。將結(jié)果匯總于表I。
〔比較例I〕在SUS444基材(森松エ業(yè)株式會社制、厚度35iim)上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成MgO薄膜(厚度lnm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(Cl)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(Cl)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(Cl)，長度為500 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為55%。將結(jié)果匯總于表I。〔比較例2〕 在SUS444基材(森松エ業(yè)株式會社制、厚度35 u m)上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成MgO薄膜(厚度20nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例I同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C2)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C2)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(C2)，長度為640 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為64%。將結(jié)果匯總于表I?！脖容^例3〕在銅基材(日礦金屬株式會社制、JTCS、厚度35iim)上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成Al2O3薄膜(厚度lnm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例3同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C3)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C3)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(C3)，長度為620 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)3層，該眾數(shù)的相對頻度為62%。將結(jié)果匯總于表I?！脖容^例4〕在銅基材(日礦金屬株式會社制、JTCS、厚度35iim)上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成Al2O3薄膜(厚度20nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例3同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C4)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C4)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(C4)，長度為730 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)3層，該眾數(shù)的相對頻度為71°ん將結(jié)果匯總于表I。〔比較例5〕在黃銅基材(日礦金屬株式會社制、C2680、厚度35iim、銅鋅=66 34 (重量比))上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成SiO2薄膜(厚度lnm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例5同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C5)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C5)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(C5)，長度為320 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為62%。將結(jié)果匯總于表I?！脖容^例6〕在黃銅基材(日礦金屬株式會社制、C2680、厚度35iim、銅鋅=66 34 (重量比))上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS 一 200)形成SiO2薄膜(厚度20nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例5同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C6)。
所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C6)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(C6)，長度為750 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為68%。將結(jié)果匯總于表I?！脖容^例7在銅基材(日礦金屬株式會社制、JTCS、厚度35iim)上，利用濺射裝置(ULVAC制、RFS — 200)形成Al2O3薄膜(厚度I. 5nm)，除此之外，進(jìn)行與實(shí)施例7同樣的操作，得到碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C7)。所得到的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體(C7)中的碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體(C7)，長度為450 u m,層數(shù)分布的眾數(shù)存在于層數(shù)2層，該眾數(shù)的相對頻度為63%。將結(jié)果匯總于表I。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其特征在于 在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體， 在該基材和該碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體之間具備中間層， 該中間層的厚度為I. Onm以上且小于IOnm, 具備該中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力為5N/cm2以上。
2.如權(quán)利要求I所述的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其特征在于 所述中間層包含無機(jī)氧化物。
3.如權(quán)利要求I或2所述的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其特征在于 所述基材包含銅或含有50重量％以上銅的銅合金的任ー種。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述基材的楊氏模量為250GPa以下。
5.一種粘接部件，其特征在于 含有權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體，該碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力非常高。另外，提供一種含有這種碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體的粘接部件。本發(fā)明的碳納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)體在基材上具備多個碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體，在該基材和該碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體之間具備中間層，該中間層的厚度為1.0nm以上且小于10nm，具備該中間層的基材與碳納米管柱狀結(jié)構(gòu)體的附著力為5N/cm2以上。
文檔編號C01B31/02GK102666377SQ20108005872
公開日2012年9月12日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者前野洋平 申請人:日東電工株式會社