外媒報道,橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的科學(xué)家創(chuàng)造了一種復(fù)合材料,該復(fù)合材料可提高銅線的電流容量,并且可以部署在任何使用銅的組件中,包括更高效的母線和用于電動汽車牽引逆變器的較小的連接器,以及無線和有線充電系統(tǒng)等應(yīng)用。
研究人員在一份媒體聲明中說,他們的項目旨在減少更廣泛地采用電動汽車的障礙,包括降低擁有成本,改善電動機和電力電子設(shè)備等組件的性能和壽命。
為了生產(chǎn)重量更輕的導(dǎo)電材料,專家將碳納米管沉積并排列在平坦的銅基板上,從而形成了一種金屬基質(zhì)復(fù)合材料,其電流處理能力和機械性能均比單獨的銅好。
將碳納米管(CNT)摻入銅基體中以提高導(dǎo)電性和機械性能并不是一個新主意。但是,其他研究人員過去對復(fù)合材料的嘗試導(dǎo)致材料長度非常短,只有微米或毫米,可擴展性有限,或者較長的材料表現(xiàn)不佳。
這就是為什么由Tolga Aytug領(lǐng)導(dǎo)的團隊決定嘗試使用靜電紡絲法沉積單壁CNT的方法,靜電紡絲是一種商業(yè)上可行的方法,通過電場以液體速度的射流形式產(chǎn)生纖維。
該技術(shù)提供了對沉積材料的結(jié)構(gòu)和取向的控制,并且該工藝允許它們成功地將碳納米管定向在一個總的方向上,以促進電流的增強。
然后,該小組使用磁控濺射(一種真空鍍膜技術(shù))在CNT鍍銅銅帶的頂部添加一層薄銅膜。然后將涂覆的樣品在真空爐中退火,以通過形成致密,均勻的銅層來產(chǎn)生高導(dǎo)電性的Cu-CNT網(wǎng)絡(luò),并允許銅擴散到CNT基體中。
利用這種方法,他們制造出了一種長10厘米、寬4厘米的銅碳納米管復(fù)合材料,具有比純銅高14%的電流容量、高達20%的機械性能等優(yōu)異性能。
“通過將碳納米管的所有出色性能嵌入到銅基體中,我們的目標(biāo)是提高機械強度,減輕重量和提高電流容量。這樣一來,您將得到一種性能更好的導(dǎo)體,且功耗更低,從而提高了設(shè)備的效率和性能?!盇ytug在新聞發(fā)布會上說。
“例如,性能的提高意味著我們可以在先進的電機系統(tǒng)中減小體積并提高功率密度?!?
(文章來源:Mining.com)