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氮掺杂碳纳米管 红外光谱
氮掺杂碳纳米管的红外光谱是一种分析材料结构和化学成分的技术。
通过红外光谱可以获得材料的分子振动信息，从而确定分子结构和化学组成。
氮掺杂碳纳米管是一种新型的碳纳米材料，它具有优异的物理、化学和电学性质，在电子、能源、环境等领域具有广泛的应用前景。
在氮掺杂碳纳米管的红外光谱中，通常会出现一些特征峰，这些峰的位置和强度可以反映出氮掺杂碳纳米管的结构和化学成分。
例如，在1500-1700cm-1 区间内出现的峰通常是由C=C 键的振动引起的，而在3000-3500cm-1 区间内出现的峰则通常是由N-H 键的振动引起的。
通过分析氮掺杂碳纳米管的红外光谱，可以确定其结构和化学成分，从而为其应用提供重要的参考。
同时，红外光谱还可以用于研究氮掺杂碳纳米管的表面性质、分子间相互作用等问题，为其性能优化和应用拓展提供更多的信息。
碳纳米管材料的介绍碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，具有许多独特的性质和应用潜力。
它的发现引起了科学界的广泛关注和研究。
碳纳米管具有极高的强度和刚度。
由于碳原子之间的键合非常强大，碳纳米管能够承受很大的拉伸力和压缩力，使其具有很强的抗弯曲性能。
这使得碳纳米管成为一种理想的材料，用于制造轻巧但坚固的结构，如飞机和汽车部件。
碳纳米管具有优异的导电性和导热性。
碳纳米管内部存在着一维的碳原子排列，使得电子在其内部能够自由传输，形成了高效的电子输运通道。
因此，碳纳米管被广泛应用于电子器件领域，如晶体管和纳米电线等。
同时，碳纳米管还具有良好的热导性能，使其成为制造高效散热器和热电材料的理想选择。
碳纳米管还具有丰富的表面化学活性和高比表面积。
碳纳米管的表面可以通过化学修饰来引入不同的功能团，从而赋予其特定的化学性质和应用功能。
例如，通过在碳纳米管表面引入亲水性团体，可以制备出具有优异吸附能力的纳米过滤器。
而碳纳米管的高比表面积则使其成为一种理想的催化剂载体，可用于提高化学反应的效率和选择性。
碳纳米管还具有良好的光学性能和生物相容性。
由于碳纳米管具有一维结构，使得它们能够吸收和发射可见光和红外光。
这使得碳纳米管在光学传感器和光电器件领域具有广泛的应用前景。
此外，碳纳米管还具有良好的生物相容性，可以用于生物医学领域，如药物传递和组织工程等。
碳纳米管具有多种优异的性质和应用潜力，使其在材料科学、电子学、化学和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
随着对碳纳米管性质和制备方法的深入研究，相信碳纳米管将会在未来的科技发展中发挥更加重要的作用。
碳纳米管的特性及其在防腐涂层中的应用
碳纳米管是由一个或者多个芳香环组成的碳结构，极小尺寸，长径比大，其表面张力特性优越，可以充分利用极小尺寸中的表面积，可以突破传统材料的极限。
碳纳米管的性质特点如下：
1）体积小。
碳纳米管半径仅有1分米，长度超过几十微米，体积极小，具有极大的表面积。
2）超强的强度、延性和抗拉力性能。
由于碳纳米管具有非常特殊的结构，具有极强的力学性能，能很好地承受外力，具有超长的延性和抗伸性，冲击力极高。
3）具有优越的导电性能。
碳纳米管可以把极少的量的电荷载体从一端传导到另一端，并由此构建出了超级电容器，具有极高的电容率和超高的电容量。
4）具有抗腐蚀性能。
碳纳米管相对普通的金属结构而言，具有更好的抗腐蚀性能，不易受外界环境的影响。
因此，碳纳米管在防腐涂层中得到了广泛应用，主要用于铝合金，钢铁，铝镁合金、建筑等行业的抗腐蚀，具有以下的优势：
1）有效的抗腐蚀性能。
碳纳米管的抗腐蚀性能好，能够有效抵抗多种多样的环境，可有效延长涂层寿命，提高耐久性，大大减少更换和维护成本。
2）轻质、耐高温。
碳纳米管拥有极佳的轻质特性，具有良好的抗高温性能，能在高温下使用，效率更高，耐损性也更强。
3）环保性好。
碳纳米管不排放其他有毒物质，具有良好的环保特性，可以更好地保护自然环境。
4）成本低。
碳纳米管具有良好的价格与性价比，比传统方法更具优势。
总结而言，碳纳米管在防腐涂层中有着独特的性能和优势，可迅速提高涂层的质量，延长使用寿命，成为今时今日抗腐蚀领域的一大利器。
透明隔热涂料中常用的三种纳米材料透明隔热涂料是一种专门用于降低建筑物能耗并提高住宅舒适度的新型材料。
其特点是能够在不改变建筑外观的情况下，大大减少来自太阳辐射和室内空调热量的损失，从而实现节能降耗和环保减排的目标。
在透明隔热涂料中，纳米材料是起到关键作用的。
本文将介绍透明隔热涂料常用的三种纳米材料。
1. 碳纳米管碳纳米管（Carbon Nanotube，CNT）是由单层碳原子在指定方向上自组装成的一维纳米材料，其具有非常优异和独特的物理特性。
在透明隔热涂料中，碳纳米管作为透明導熱材料，可以将热量快速引导到透明材料表面，从而防止了热量在材料内部的传导，提高了透明材料的导热性，增加了隔热效果。
除此之外，由于碳纳米管具有优异的光吸收和防紫外线能力，还可以作为太阳能电池器件的重要组成部分，提高太阳能电池的效率。
2. 纳米氧化铝纳米氧化铝（Nano aluminum oxide，NAO）是常见的纳米材料之一，具有高强度、高稳定性以及优异的光学和电学性能。
在透明隔热涂料中，纳米氧化铝可以作为隔热剂使用。
由于纳米氧化铝具有非常小的颗粒尺寸，可以优化涂层的性质，增加涂层的牢度，从而提高隔热效果。
此外，纳米氧化铝还可作为填充剂，增加透明隔热涂料的硬度和耐擦擦性，延长其使用寿命。
3. 纳米二氧化硅纳米二氧化硅（Nano silicon dioxide，NSD）是一种无机纳米材料，具有良好的热稳定性、力学性能和光学性能。
在透明隔热涂料中，纳米二氧化硅可用作多种功能材料的添加剂，如增塑/增粘剂、防晒剂和流平剂等。
它们在透明隔热涂料中的作用如下:•增塑/增粘剂: 因为纳米二氧化硅可以分散到涂料中，它可以增加涂层间的黏合作用，提高涂层的韧性和耐久性。
•防晒剂：纳米二氧化硅可以有效吸收紫外线，从而保护被涂表面不被太阳辐射所损坏。
•流平剂：纳米二氧化硅可增加透明隔热涂料的流动性，防止涂层产生气泡和纹理不均。
结论透明隔热涂料的研发和应用对于改善建筑物的能源利用效率和降低温室气体排放具有极大的作用。
碳纳米管基材料的光学性能研究碳纳米管是一种由碳原子通过特定方式排列而成的纳米材料，具有许多优异的性质，其中之一就是其独特的光学性能。
这些性能使得碳纳米管在科学研究和技术应用中具有重要的潜力。
首先，碳纳米管具有优异的光吸收能力。
由于其结构的特殊性，碳纳米管能够吸收可见光甚至近红外光谱范围的光线。
这使得它们在光学传感器和太阳能电池等领域的应用成为可能。
研究人员已经发现，碳纳米管可以有效地捕获太阳能并将其转化为电能，这对于可再生能源的发展具有重要意义。
其次，碳纳米管具有出色的光辐射特性。
当碳纳米管被激发时，会发射出特定波长的荧光。
这种荧光的波长可以通过调节碳纳米管的结构和尺寸来改变。
因此，碳纳米管可以用作荧光探针，用于生物医学领域的细胞成像和癌症诊断等应用。
研究人员还利用碳纳米管的光辐射特性开发了各种光学传感器和光学设备。
此外，碳纳米管还具有出色的光电效应。
研究人员发现，在光照下，碳纳米管可以呈现出电阻率的变化。
这使得碳纳米管可以应用于光控开关和光电器件等领域。
特别是在柔性电子学和光电子学领域，碳纳米管的光电效应被广泛研究和应用。
除了上述光学性能，碳纳米管还具有其他一些引人注目的性质。
例如，碳纳米管具有高度的导电性和热导性，这使得它们在电子器件和热传导材料方面具有广泛的应用潜力。
此外，碳纳米管还具有高度的机械强度和柔韧性，使其成为新型纳米复合材料和纳米纤维材料的理想基材。
需要指出的是，尽管碳纳米管具有许多出色的性能，但在实际应用中仍面临一些挑战。
首先，碳纳米管的制备和加工工艺仍然比较困难和昂贵。
其次，长碳纳米管的制备仍然是一个挑战，限制了其在一些领域的应用。
另外，碳纳米管在环境和生物体中的毒性和生物相容性问题也需要进一步研究。
综上所述，碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有独特的光学性能，包括优异的光吸收能力、出色的光辐射特性和光电效应等。
这些性能使得碳纳米管在光学传感器、太阳能电池、荧光探针和光电器件等领域具有广泛应用潜力。
碳纳米散热材料
碳纳米散热材料是一种利用碳纳米管和纳米颗粒制成的高效散热材料。
这种材料具有
优异的导热性和散热性能，能够快速将热量传递到外部环境，从而保护电子器件的稳定性
和长寿命。
碳纳米管是一种由碳原子构成的管状结构，具有极高的导热性和机械强度。
纳米颗粒
是一种具有微小尺寸的颗粒，具有高比表面积和可变形能力。
将碳纳米管和纳米颗粒结合
在一起，可以形成具有高导热性和散热性能的材料。
碳纳米散热材料可以应用于各种电子器件的散热系统中，如计算机、手机、平板电脑、电视等。
这些电子器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时散热，就会导致设
备的损坏和性能下降。
碳纳米散热材料可以快速将热量传递到散热器中，从而保证设备的
稳定性和长寿命。
碳纳米散热材料的制备方法包括物理和化学两种方法。
物理方法主要包括热处理、化
学气相沉积、电子束烧结等；化学方法主要包括水热法、溶胶凝胶法、电化学法等。
不同
的制备方法可以产生不同形态和性能的碳纳米散热材料。
目前已有许多研究致力于寻找更
加高效、简单和经济的制备方法，以满足各种应用需求。
总的来说，碳纳米散热材料具有很大的应用前景，在电子器件散热领域有着广阔的市
场空间。
其不断的研究和开发，将会极大地推进电子器件的性能和发展，为我们的生活带
来更多的便利和创新。
碳纳米发热涂料的发热原理碳纳米发热涂料是一种具有自发加热功能的涂料，其发热原理主要是基于碳纳米材料的独特性质和应用。
下面我将分为三个方面来详细介绍碳纳米发热涂料的发热原理。
首先，碳纳米材料具有独特的电导性。
碳纳米材料，包括碳纳米管、石墨烯和碳纳米颗粒等，具有较高的电子传导性，即电子在材料中的迁移速度较快。
当施加电压或电流时，电子将在材料中快速传导，形成电子的温度上升。
碳纳米发热涂料将碳纳米材料作为纳米填料加入到涂料中，涂料表面形成的碳纳米材料网络具有优良的电导性，能够将电子的能量迅速传递到整个涂层体系中，从而加热涂层整体。
因此，碳纳米发热涂料可以通过电导性实现自发加热功能。
其次，碳纳米材料的电热效应也是碳纳米发热涂料的发热原理之一。
电热效应是指在电流通过材料时，由于电子与材料晶格相互作用，产生的能量转化为热能。
碳纳米材料由于其独特的结构和电子能带结构，使得其在电场作用下产生明显的电热效应。
当施加电压或电流时，碳纳米材料中的电子与晶格发生碰撞，其动能转化为热能，导致温度升高。
碳纳米发热涂料利用碳纳米材料的电热效应，通过施加电流使涂层表面的碳纳米材料温度升高，从而实现自发加热的功能。
最后，碳纳米材料的光吸收性也是碳纳米发热涂料的发热原理之一。
碳纳米材料具有较高的吸光性能，能够吸收可见光和近红外光。
当碳纳米发热涂料受到光照时，碳纳米材料会吸收光的能量，并将其转化为热能。
这种光致发热现象可以通过碳纳米材料表面的禁带结构和光电效应来解释。
当光照射到碳纳米材料表面时，能量激发碳纳米材料中的电子从价带跃迁到导带中，形成电子空穴对。
这些电子和空穴将在材料中重新组合，产生热能。
因此，碳纳米发热涂料在光照射下能够产生热量，实现自发加热的功能。
综上所述，碳纳米发热涂料的发热原理主要包括碳纳米材料的电导性、电热效应和光吸收性。
这些特性使得碳纳米发热涂料能够通过电流、电压和光照等外部能源激发自发加热功能，应用于多个领域，如建筑、航空航天、医疗和汽车等。
碳纳米管导电涂料简介：碳纳米管（CNT）具有优异的力学、电学、光学等性能，骨架结构中含有sp3和sp2杂化的碳原子，且在其边壁和端帽部分存在大量结构缺陷，可与电子给体和电子受体发生掺杂。
故碳纳米管以其独特的结构和电子特性的纳米尺寸的碳质管状物引起了全球物理、化学和材料等科学界的重视。
碳纳米管作为一种新型的纳米材料，其奇异的性质倍受青睐。
碳纳米管具有良好的导电性，同时又拥有较大的长径比，因而很适合做导电填料，相对于其它金属颗粒和石墨颗粒其很少的用量就能形成导电网链，且其密度比金属颗粒小得多，不易因重力的作用而聚沉。
利用碳纳米管的这些特性将其作为导电介质加入到涂料中，对涂料的导电性会产生强烈影响。
目前，碳纳米管在导电涂料中的应用研究主要是通过改变碳纳米管的的结构及含量，改进碳纳米管在导电涂料中的分散性，以及对碳纳米管进行表面处理来均衡东电涂料的导电性和其他各项性能。
碳纳米管的结构：碳纳米管是由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管（原子排列结构见图1）。
按照所含石墨片层数的不同，碳纳米管可以分成单壁碳纳米管（Single-wallednanotubes，SWNTs）和多壁碳纳米管（Multi-wallednanotubes，MWNTs）。
其中，SWNTs由一层石墨片组成；MWNTs由多层石墨片组成，形状与同轴电缆相似（剖面结构见图2）。
碳纳米管的性能：碳纳米管因其小尺寸效应和独特的分子结构，具有优异的物理化学性能。
一维分子材料和六边形完美连接结构使碳纳米管具有质量轻、强度高的特点；较大长径比及sp2、sp3杂化几率不同使碳纳米管具有优良的弹性；直径、螺旋角以及层间作用力等存在的差异使碳纳米管兼具导体和半导体的特性；独特的螺旋状分子结构使碳纳米管构筑的吸波材料具有比一般吸收材料高得多的吸收率。
此外，碳纳米管还具有独特的光学性能，良好的热传导性，极高的耐酸、碱性和热稳定性。
碳纳米管的导电机理：以加溴多壁碳纳米管微观体系模型来研究溴对多壁碳纳米管的作用及导电机理。
第５４卷第２期 ２０１６年３月 上海涂料
ＳＨＡＮＧＨＡＩ Ｃ０ＡＴＩＮＧＳ Ｖｏ１．５４Ｎｏ．２
ＭａＦ．２０１６
碳纳米管结构对 红外辐射散热涂料，陡能的影响
张浩 ，楼平 ，刘丰文 ，赵定义 ，陈名海 （１．国网浙江省电力公司湖州供电公司，浙江湖州３１３０００； ２．武汉科迪奥电力科技有限公司，湖北武汉４３００００； ３．中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏苏州２１５１２３）
摘要：以水性聚氨酯为成膜物质，以碳纳米管为功能填料，制备了具有红外辐射增强散热功能 的碳纳米管复合涂料。比较了具有不同结构参数的碳纳米管对涂料散热性能的影响。结果表明：碳 纳米管能有效增强涂料的辐射散热性，且碳纳米管的晶格结构越完美，缺陷越少，涂料的红外辐射散 热性能越优良。 关键词：碳纳米管；辐射散热涂料；水性涂料 中图分类号：ＴＱ ６３０．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—１６９６（２０１６）０２—０００１—０５
０引言 随着电子技术的高速发展和人们消费需求的日 益提高，电子产品正向着高功率、高集成、小型化的 方向发展，从而导致电子器件的工作温度越来越高， 如果散热能力不足，将会导致电子器件的工作温度 大幅上升，进而直接影响器件的性能、稳定性和使用 寿命。 热传递有传导、对流、辐射三种方式。目前电子 行业都是通过在电子元器件表面粘贴散热片和加装 风扇来散热，这种散热组件主要增强热的传导和对 流，但会明显增加电子产品的体积，不利于产品小型 化、精密化的设计…。与增强热传导和热对流相比， 提升散热组件的红外辐射率来增强器件的散热性能 成为一种非常有效的方式。特别是在小型电子器件、 航空航天等供散热组件安装空间比较狭小的应用领 域，通过传导和对流方式的散热效果非常有限，此时 红外辐射散热具有非常重要的应用价值［２ ］。 增强辐射散热主要有对散热器件表面阳极氧化 处理ｌ５ ］和涂布辐射散热涂料ｌ７ ］这两种方法。表面 阳极氧化处理实施方法相对较为复杂，成本较高，且 具有一定的局限性；涂布辐射散热涂料则施工简便， 价格低廉，且不受器件材质的限制，此外还能起到保 护器件的作用，近年来受到广泛关注。辐射散热涂料 的关键即在于其中的辐射散热填料，目前这类填料主 要有纳米炭球 ９、炭黑［１０］、碳化硅［¨］等。对辐射散 热涂料的相关研究表明：超细化、纳米化后的物质具 有微观的松散结构，可以有效降低物体的折射系数，
【收稿日期】２０１６－．－０１—０８ ［作者简介】张浩（１９７Ｏ一），男，硕士，高级工程师，从事电力系统技术研究。 通讯作者：陈名海（１９７８一），男，博士／研究员，从事纳米碳材料应用研究。
探素栅究 ＿ ＿
２ 上海涂料 第５４卷 增大其辐射深度，从而有效提高物体的发射率ｌ】 ， 同时，粉体填料的粒径越小，比表面积越大，其发射 率相对越高 Ｊ 。碳纳米管作为一种综合性能优异的 纳米材料，既具有超细的纳米级结构，又具有超大的 比表面积，其发射率很高，阵列化的碳纳米管的辐射 系数甚至可达到０．９９，因而是目前辐射率最高的材 料；同时，碳纳米管具有沿轴向非常高的热导率。因 而将碳纳米管作为填料配制而成的涂料同时具有高 的辐射率和导热系数。目前以碳纳米管辐射散热涂 料涂覆在铜、铝箔表面制成的散热金属箔，已经在平 板显示器及各种电子器件领域获得应用，显著提高 了散热性能。然而，对碳纳米管结构与其散热性能的 关系尚缺乏系统研究，仍有许多科学和技术问题有 待深入研究。 分别采用具有不同结构特征的几种碳纳米管作 为功能填料［１４ ３，以水性聚氨酯作为成膜物质，制得 碳纳米管辐射散热涂料，研究了碳纳米管的结构特 征对涂料散热性的影响，并对涂层的热导率、表面电 阻和碳纳米管粉体的微观结构进行了测试。 １试验部分 １．１原材料 碳纳米管专用水性分散剂ＵＴ３５０１，江苏联科纳 米科技有限公司；流平剂、润湿剂、消泡剂等，德国 ＢＹＫ公司；曲拉通（ＴｒｉｔｏｎＲ Ｘ一１００），上海国药化学 试剂有限公司；水性聚氨酯树脂ＡＤＭ Ｚ７０９，山东奥 德美高分子材料有限公司；５种具有不同结构特征 的碳纳米管粉体，其来源以及基本参数如表１所示。 表１碳纳米管的基本参数及供应商 Ｔａｂｌｅ １ ＴＩ１Ｐ ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｓｕｐｐｌｉｅｒｓ 探索研夯 １．２试样制备 碳纳米管膜的制备方法如下：称取一定量的碳 纳米管粉体，加入少量ＴｒｉｔｏｎＲ Ｘ一１００，以超声波细 胞粉碎机超声分散３０ ｍｉｎ后，采用真空抽滤方法在 纤维素微孔滤膜表面形成均匀碳膜，真空干燥后，采 用四探针电导率测试仪测定电导率。 碳纳米管辐射散热涂料的制备方法：按照比例 称取碳纳米管和ＵＴ３５０１，配制成碳纳米管含量３．０％、 固含量５．０％的混合水溶液，加入少量ＢＹＫ润湿剂， 浸泡１２ ｈ。随后在砂磨机中研磨３０—６０ ｍｉｎ，形成均 匀的碳纳米管分散液。将碳纳米管分散液与水性聚氨 酯树脂混合，配制成辐射散热涂料，其中碳纳米管在 成膜物质中的含量控制在１０％（质量分数）。 采用自动涂膜仪（合肥科晶材料技术有限公司， ＭＳＫ—ＡＦＡ～ＩＩＩ）将制得的辐射散热涂料均匀涂布在铝 箔表面，刮涂厚度１５ ｐｍ，待涂膜表干后，放人１００℃ 的烘箱中烘烤１０ ｍｉｎ，然后剪裁成３５ ｍｍ×３５ ｍｍ的 方块试样，用于碳纳米管涂料散热性能的评价测定。 １．３测定与表征 采用场发射扫描电子显微镜（ＦＥ—ＳＥＭ，Ｑｕａｎｔａ ４０ ＦＥＧ，ＦＥＩ）观察碳纳米管形貌；采用双波段发 射率测量仪（上海诚波光电科技有限公司，ＩＲ一２） 测定红外辐射率；采用拉曼光谱仪（ＬａｂＲＡＭ ＨＲ Ｒａｍａｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ，ＨＯＲＩＢＡ Ｊｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ）测定拉曼 光谱；采用四探针测试仪（苏州晶格电子有限公司， ＳＴ２２５８Ａ）测定电导率和表面电阻。 热导率测定方法：将涂料涂布于聚对苯二甲酸 乙二醇酯（ＰＥＴ）薄膜上，膜厚控制在５０ ｇｍ左右， 于１００℃下烘烤ｉ０ ｒａｉｎ，待涂膜完全固化后，从ＰＥＴ 薄膜上完整揭下，按照激光热导仪（德国耐驰，ＬＦＡ ４４７）的托盘大小裁剪成圆片状，表面喷石墨后进行 测定，得到热扩散率ａ；再用差示扫描量热仪（ＤＳＣ ２００ Ｆ３）测定涂膜完全固化后的比热容Ｃ；用密度检 测仪（北京仪特诺电子科技有限公司，ＤＨ一３００）测定 固体密度ｐ。由公式 ＝ ×Ｐ×ｃ计算出涂膜固化后的 热导率 。 本研究自行搭建一套散热性评价装置，通过对 比对照样和空白样的实际温度来评价散热效果，自 ４ 上海涂料 第５４卷 由表面电阻的测定数值可以发现：这５种碳纳米管 配制的涂料固化后涂层表面电阻由１ ０００ Ｑ，口至 ２ ３００ Ｑ／口不等，都具有良好的导电性。其中石墨化 后的Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管的导电性比未处理的ＴＩＮＭ８ 碳纳米管的导电性有明显的增强。由热导率数值可看 出：以ＮＣ ７０００、ＦＴ ９０００、ＴＩＮＭ６、ＴＩＮＭ８为填料的涂 层热导率分别是１．６７ Ｗ・ｍ ・Ｋ～、１．４５ Ｗ・Ｉｎ一・Ｋ～、 １．１５ Ｗ・Ｉｎ ・Ｋ 和１．０２ Ｗ・ｉｎ ・Ｋ～，其随碳纳米管管 径增大而下降，而石墨化的Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管的涂 层热导率最高，达到２．８０ Ｗ・ｎｌ ・Ｋ～。 表２不同碳纳米管制备的散热涂层的基本物理性能 Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｈｅａｔ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｃｏａｔｉｎｇ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅｓ 经测定发现：随着碳纳米管管径的增大，涂层 的电导率和热导率均下降，这町能是由于在填充量 相同（１０％）的情况下，随着碳纳米管管径增大，涂 层中碳纳米管的体积填充率下降，导致其形成的导 电和导热网络密度下降。然而以Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管 为填料的涂层，其红外辐射率、方块电阻和热导率的 测定结果均优于以另外四种碳纳米管为填料的涂层。 这是由于石墨化后的Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管具备优于其 他四种碳纳米管的极低晶格缺陷、更加完美的结构 和更少的杂质的特征，这极大地弥补了粗管径对涂 层性能的不利影响，其自身结构因素带来的优势占 主导作用，使得涂层的红外辐射率、方块电阻和热导 率得到了明显提升。 红外辐射率越高越有利于散热，同时涂层有较 高热导率才能保证红外辐射散热的效果，从以上数 据可以发现，石墨化后的Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管具有很 高的红外辐射率和热导率，这将增强涂料的红外辐 射散热效果。 ２．３碳纳米管复合涂料的散热性能 为评价不同碳纳米管复合涂料的散热效果，通 过自行搭建的散热模拟实验装置（图１）进行升温加 热测试，结果见图３。
１一空白；２一ＴＩＮＭ８；３一ＴＩＮＭ６；４一ＦＴ ９０００ ５一ＮＣ ７０００：６～Ｇ—ＴＩＮＭ８ ａ一井温曲线图
曩１ 第２期 张浩，等：碳纳米管结构对红外辐射散热涂料性能的影响 ５ 后的Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管具有的完美晶格结构，能有 效弥补粗管径碳纳米管低比表面积和难以形成有效 导热网络的不利影响，大大提高涂料的散热性能。
３结语 本研究以碳纳米管为功能填料，以水性聚氨酯 树脂为成膜物质，制得依靠红外辐射散热的碳纳米 管散热涂料；通过将具有不同结构参数的碳纳米管 粉体引入碳纳米管涂料，并比较涂料的散热性能，表 明相对于碳纳米管管径，碳纳米管管壁结晶化程度 是对涂料散热性能更为重要的影响因素。石墨化后 得到的Ｇ—ＴＩＮＭ８碳纳米管的完美晶格结构，是其作 为填料配制的红外辐射散热涂料具有良好散热效果 的主要因素，即碳纳米管的石墨化程度越高，结构缺 陷越少，由其配制的红外辐射散热涂料的散热效果 越好，性能越好。
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