據(jù)美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室官網(wǎng)近日消息,科學(xué)家使用新技術(shù)制造了一種長10厘米、寬4厘米的銅/碳納米管復(fù)合材料。該材料能夠增加銅線電流容量,可按比例縮放,是用于超高效、高功率密度馬達(dá)的新材料。
據(jù)報(bào)道,碳納米管重量輕、強(qiáng)度高,具有絕佳的導(dǎo)電性能,將其加入銅基體以提高導(dǎo)電性和機(jī)械性能并不是一個(gè)新想法。但在過去的研究結(jié)果中,復(fù)合材料長度非常短,只有微米或毫米級,可伸縮性有限,或者其長度較長但性能較差。
在本研究中,科學(xué)家在平坦的銅基板上沉積并排列了碳納米管,獲得了一種金屬基復(fù)合材料,其電流處理能力和機(jī)械性能比單獨(dú)使用銅更好。接著,研究人員使用磁控濺射法(一種真空鍍膜技術(shù))在碳納米管頂部鍍了一層銅薄膜,并將樣品放在真空爐中退火,形成致密、均勻的銅層,從而產(chǎn)生高導(dǎo)電性的銅/碳納米管網(wǎng)絡(luò)。
研究結(jié)果表明,該復(fù)合材料的電流容量提高了14%,機(jī)械性能提高了20%。
這項(xiàng)研究旨在從多方面推進(jìn)電動(dòng)汽車廣泛應(yīng)用,如降低成本、提高或延長電動(dòng)馬達(dá)和電子元器件的性能和壽命。該材料可以用在任何使用銅的元器件中,包括更高效的母線和電動(dòng)汽車牽引逆變器的較小連接器,還可應(yīng)用于無線和有線充電系統(tǒng)等。