铜基体上原位合成碳纳米管(纤维)及其复合材料的性能的综述报告.docx

铜基体上原位合成碳纳米管(纤维)及其复合材料的性能的综述报告
近年来，碳纳米管因其特殊的力学、电学、热学等优异性能，成为众多研究者和工程师关注的热点，应用已经涉及到材料、电子、能源、生物、医学等领域。同时，金属基体上的原位制备碳纳米管也是目前研究的热点之一。本篇综述将着重讨论铜基体上原位合成碳纳米管及其复合材料的性能。
一、铜基体上原位合成碳纳米管的方法
在铜基体上原位合成碳纳米管的方法主要有两类：气相碳纳米管生长和化学沉积法。
气相碳纳米管生长：利用化学气相沉积技术在铜基体上直接生成碳纳米管的方法近年来受到了广泛关注，也已成为原位生长碳纳米管的一种成熟方法。碳源可以是油、丙烷、甲烷等有机物或气态前驱体。而作为碳纳米管的催化剂则通常采用铁、镍等。但是使用这种方法合成的碳纳米管的含量相对较低，需要额外处理。
化学沉积法：涂覆涂料成膜，在高温处理的同时放入有机气体中，将有机气体分解为原子氢和碳基，原子氢在高温下被铜表面固定，并通过氢化还原作用催化碳基（主要是C2H2）被分解并生成碳纳米管，最终得到碳纳米管铜基复合材料。
二、铜基体上原位合成碳纳米管复合材料的性能
1、力学性能
铜基体上合成的碳纳米管复合材料具有更好的强度和韧性。由于碳纳米管具有高强度和高刚度的特性，可以有效地增强复合材料的强度和刚度。而且碳纳米管对铜基体的增强效果比针状纳米碳管和球形纳米碳粒子更加显著，这是因为碳纳米管具有更高的比表面积，因此具有更好的增强效果。
2、导电性能
铜基体上的碳纳米管复合材料具有较高的导电性能，德国ForschungszentrumJülich（Jülich研究中心）的研究人员发现，只含0.9%的碳纳米管就能使铜复合材料的电阻率降低到1/3，当含量超过2%时，电阻率就会降到0.1欧姆/cm^2以下。因此，铜基体上原位合成碳纳米管复合材料可以用作电子元器件的导电材料，其中较高的导电性能可以有效地降低电阻损耗和能量消耗。
3、热学性能
铜基体上的碳纳米管复合材料具有优异的热学性能。由于碳纳米管具有良好的导热性能，可以有效地提高材料的导热性能。具有高导热性能的镍基和铝基复合材料已经在许多工业应用中得到了广泛的应用。因此，铜基体上原位合成碳纳米管复合材料也可以成为高导热工业复合材料的备选材料。
4、耐腐蚀性能
铜基体上的碳纳米管复合材料具有良好的耐腐蚀性能。环境中的化学和物理变化常常导致不可逆的金属表面损伤。而通过在铜表面生长碳纳米管，可以有效地增加复合材料的耐腐蚀性。这是由于碳纳米管的表面是由碳原子构成的，因此可以有效地分隔铜离子和残留的化学物质，从而保护基体的金属材料。
综上所述，铜基体上原位合成碳纳米管及其复合材料具有许多优异性能，可应用于电子元器件、能源、医学等领域，值得进一步研究和应用。