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碳纳米管铜基复合材料的制备及性能研究综述报告
碳纳米管（carbonnanotube，CNT）是一种具有优异力学、电学、热学和光学性质的一维纳米材料，具有广泛的应用前景。而碳纳米管铜基复合材料是目前研究的热点之一，因其具有优异的力学性能、导电性、导热性和耐腐蚀性能等优点，受到了广泛的关注。本文将对碳纳米管铜基复合材料的制备方法及性能进行综述。
一、制备方法
1.机械合成法
机械合成法是碳纳米管铜基复合材料制备的一种简单方法，常见的机械合成法包括球磨和高能球磨两种方法。
球磨是将铜粉和碳纳米管混合后在球磨罐中进行摩擦磨合，然后通过烧结得到复合材料。高能球磨是将铜粉和碳纳米管混合后，在高能球磨机中进行机械碾磨，能够制备出高质量的碳纳米管铜基复合材料。
2.化学合成法
化学合成法包括化学气相沉积法、电化学沉积法和溶液法等多种方法。
化学气相沉积法是将碳源和金属源放置在反应器中，通过热分解制备出碳纳米管，再将其与铜粉混合，通过化学气相沉积法制备出碳纳米管铜基复合材料。
电化学沉积法是将碳纳米管放置在电极表面，通过电化学反应沉积铜离子，得到碳纳米管铜基复合材料。
溶液法是将碳纳米管及铜离子混合在水溶液中，通过还原反应，制备出碳纳米管铜基复合材料。
二、性能研究
碳纳米管铜基复合材料具有许多优异的性能，在力学性能、导电性以及导热性等方面表现出了良好的特性。
1.力学性能
碳纳米管铜基复合材料的力学性能与其组分比例、制备方法以及碳纳米管的尺寸有关。研究表明，碳纳米管铜基复合材料的硬度和弹性模量随着碳纳米管含量的增加而增强，但强度则呈现出先增加后减弱的趋势。
2.导电性
碳纳米管铜基复合材料在导电性方面表现出优异的特性，其导电性随着碳纳米管含量的增加而增强。研究表明，当碳纳米管含量为5%时，复合材料的导电性达到最高，而且导电性与碳纳米管的导电性密切相关。
3.导热性
碳纳米管铜基复合材料的导热性能主要取决于碳纳米管的热导率，因此其导热性随着碳纳米管含量的增加而增强。研究发现，当碳纳米管含量为10%时，碳纳米管铜基复合材料的导热性能最优，导热性能可以达到310W/mK，比纯铜的导热性能提高了约35％。
三、应用前景
碳纳米管铜基复合材料具有广泛的应用前景，可应用于电极材料、导电峰阵列材料、传感器、催化剂、光电器件等领域。
在电极材料领域，碳纳米管铜基复合材料可以作为一种高效的电极材料，应用于锂离子电池、超级电容器等电化学器件中，具有快速的充放电速度和长久的循环寿命。
在传感器领域，碳纳米管铜基复合材料具有优异的敏感性和稳定性，可用于制备高灵敏度的温度传感器和化学传感器。
在光电器件领域，碳纳米管铜基复合材料可以用于制备高效的太阳能电池、发光二极管等器件。
综上所述，碳纳米管铜基复合材料具有优异的力学性能、导电性和导热性能，在电极材料、传感器、光电器件等领域具有广泛的应用前景。