碳纳米管纤维/薄膜致密化研究现状*韩宝帅1,2，薛祥1，赵志勇1,2，骆良顺1，牛涛2，徐严谨2,曲海涛2，侯红亮21、哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨1500012、北京航空制造工程研究所,北京100024摘要：碳纳米管具有密度低、强度高、导电性好、导热性好等特点，自被发现以来就引起了各国学者广泛的关注。但是，由碳纳米管组成的宏观尺度的碳纳米管纤维/薄膜还存在致密性差，强度低等不足之处。本文着眼于提高碳纳米管纤维/薄膜的致密度，来提高其整体强度，概述了近年来关于碳纳米管纤维与薄膜致密化工作的研究进展，并探讨了不同致密化工艺对碳纳米管纤维与薄膜的力学和电学性能的影响，为进一步提高碳纳米管纤维与薄膜的综合性能提供了重要依据。关键词碳纳米管纤维/薄膜；致密化；高强；高导电性：TB321文献标识码：ACurrentResearchStatusofCarbonNanotubesFiber/FilmDensificationHanBaoshuai1,2,XueXiang1,ZhaoZhiyong1,2,LuoLiangshun1,NiuTao2,XuYan激n2,QuHaitao2,HouHongliang2;(1SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001;2Bei激ngAeronauticalManufactureTechnologyResearchinstitute,Bei激ng100024)Abstract:Carbonnanotubehasthecharacteristicsoflowdensity,highstrength,goodelectricalconductivity,goodthermalconductivityandsoon.Ithasattractedextensiveattentionofscholarsinvariouscountriessinceithasbeenfound.However,thefiber/filmcomposedofcarbonnanotubehaspoordensity,andpoorstrengthinmacroscale.Thissummarizestherecentprogressesintheresearchoncarbonnanotubefiberandfilmdensificationworkfocusedonimprovingcarbonnanotubefibers/filmdensitytoimprovestrength,andexploretheeffectsofdifferentdensificationmethodsonmechanicalandelectricalpropertiesofcarbonnanotubefibersandfilmtoprovidesbasisforfurtherimprovingthecomprehensiveperformanceofcarbonnanotubefibersandfilms.Keywords:carbonnanotubefibers/films;densification;highstrength;Highconductivity0引言碳纳米管作为一种新兴的碳材料，具有强度高、导电性好、导热性好、密度低等特点，在结构材料与功能材料领域，具有着极高的应用潜力，引起了各国学者的广泛关注[1-3]。由大量碳纳米管按一定的排列顺序组成、具有宏观尺寸的碳纳米管纤维（carbonnanotubefibers）和碳纳米管薄膜（carbonnanotubefilms）是其在实际应用中的具体形式，如何获得高强度、高导电的碳纳米管纤维与薄膜具有十分重要意义。目前，制备碳纳米管纤维与薄膜的主要方法包括：溶液纺丝法[4-6]、阵列纺丝法[7-9]、气凝胶法[10-12]等，其中气凝胶法工艺简单易行，并且可以连续制备碳纳米管纤维与薄膜，具有极其广阔的应用前景。气凝胶法制备的碳纳米管纤维与薄膜内部由碳纳米管束杂乱堆垛而成，这种组合方式较为松散，碳纳米管束---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---取向杂乱，致密性差，无论力学性能还是电学性能都与单个碳纳米管有较大差距。对碳纳米管纤维或薄膜致密化处理是指在物理或化学的作用下，提高碳纳米管束的堆垛密度，缩小纤维或薄膜的内部空隙率，是一种非常有效的强化手段。本文主要针对以气凝胶法制备的碳纳米管纤维与薄膜，综述了近年来国内外关于膜的综合性能具有重要的参考价值。1碳纳米管纤维致密化理论基础微观尺度上的碳纳米管强度远远超越现有的工程化材料，但由碳纳米管组装成的宏观尺度的碳纳米管纤维与薄膜的却并未充分表现出碳纳米管的优异性能。产生这种现象的一个重要原因是碳纳米管纤维与薄膜内部碳纳米管排列松散，使用过程中，各碳纳米管束独立的发挥作用，束与束之间的作用较弱，材料的整体性难以充分体现。为提高碳纳米管纤维与薄膜的整体性能，需要使碳纳米管束紧密有序的排列，在特定方向上充分体现碳纳米管的优异性能。有限元模拟显示碳纳米管纤维在受力作用下，各碳纳米管束之间作用依靠摩擦力来传递，摩擦力越大，碳纳米管束之间作用力越强，碳纳米管纤维强...