KR101400821B1 - Adhesion method between carbon nanotubes and metal substrates and the structure thereof - Google Patents
Adhesion method between carbon nanotubes and metal substrates and the structure thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101400821B1 KR101400821B1 KR1020120126185A KR20120126185A KR101400821B1 KR 101400821 B1 KR101400821 B1 KR 101400821B1 KR 1020120126185 A KR1020120126185 A KR 1020120126185A KR 20120126185 A KR20120126185 A KR 20120126185A KR 101400821 B1 KR101400821 B1 KR 101400821B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal support
- metal
- carbon nanotube
- carbon nanotubes
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0095—Manufacture or treatments or nanostructures not provided for in groups B82B3/0009 - B82B3/009
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Abstract
본 기술은 금속지지체 표면 위에 성장 또는 코팅된 탄소나노튜브 구조체 관한 내용으로, 특히 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시키기 위한 방법을 제안에 관한 것이다. 상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 금속지지체 표면 위에 금속 성분을 함유하는 탄소나노튜브를 접촉시키는 단계; 탄소나노튜브 내부에 포함된 금속 성분과 금속지지체와의 반응을 개시하도록 탄성나노튜브가 접촉된 금속지지체를 열처리하는 단계; 및 열처리온도의 유지에 의해 두 금속 성분 사이에 생성된 금속간화합물 (intermetallic compounds)을 성장시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 기존 나노기술에서 해결해야만 하는 가장 큰 문제점 중의 하나인 매크로 크기의 지지체와 나노물질 사의 열약한 접촉 강도를 크게 향상시킬 수 있는 방법을 제시할 수 있기 때문에, 다양한 구조의 나노-매크로 계층간 구조를 구성할 수 있어 다양한 응용 분야를 개척할 수 있을 뿐 아니라, 나노물질의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a carbon nanotube structure grown or coated on the surface of a metal support, and more particularly, to a method for increasing the contact strength between a metal support and a carbon nanotube. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a carbon nanotube, including: contacting a surface of a metal support with a carbon nanotube containing a metal component; Heat treating the metal support having the elastic nanotube contacted to initiate the reaction between the metal component contained in the carbon nanotube and the metal support; And growing intermetallic compounds produced between the two metal components by maintaining the heat treatment temperature.
The present invention can provide a method for greatly improving the frictional contact strength between a macro-sized support and nanomaterials, which is one of the biggest problems to be solved in conventional nanotechnology, It is expected that it can contribute to the commercialization of nanomaterials as well as pioneering various application fields.
Description
본 발명은 금속지지체 표면 위에 성장 또는 코팅된 탄소나노튜브 구조체 관한 내용으로, 특히 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시킬 수 있는 접합방법 및 이 접합방법으로 제작된 구조체에 관한 것이다.
The present invention relates to a carbon nanotube structure grown or coated on the surface of a metal support, in particular, a joining method capable of increasing the contact strength between a metal support and a carbon nanotube, and a structure manufactured by the joining method.
탄소나노튜브는 우수한 물성 때문에 다양한 응용 분야에서 활용되고 있다. 이러한 탄소나노튜브의 상용화를 위해서는 매크로 크기 (macroscale)의 지지체 표면에 결합 (integration)되는 것이 필수적이다. 상기와 같은 나노기능화 (nano-functionalization)를 위해 다양한 재질과 모양을 갖는 지지체의 표면에서 탄소나노튜브의 직접 합성 및 코팅에 관련한 많은 연구가 진행되어 오고 있다. Carbon nanotubes are used in various applications due to their excellent physical properties. In order to commercialize such carbon nanotubes, it is essential to integrate them into the macroscale support surface. Many studies have been made on the direct synthesis and coating of carbon nanotubes on the surface of supports having various materials and shapes for the nano-functionalization as described above.
특히 금속지지체 표면에서의 탄소나노튜브 기능화는 관련 지지체의 기계적, 전기적, 화학적 특성을 크게 증대시킬 수 있다는 장점 때문에 많은 연구 분야에서 활용되고 있는 기술이다. 금속지지체 표면에서는 별도의 코팅 없이도 탄소나노튜브를 직접 합성 할 수 있는데, 촉매를 활용한 화학적기상증착법 (chemical vapor deposition: CVD)이 주로 이용된다. 이러한 직접 합성 방식은 코팅 방식에 비해 상대적으로 공정이 간단하고, 균일한 나노기능화 및 수직 배향을 유도할 수 있다는 점에서 매우 유익한 방식이다. In particular, the functionalization of carbon nanotubes on the surface of a metal support is a technology that has been used in many research fields because of its ability to greatly increase the mechanical, electrical and chemical properties of the support. On the surface of the metal support, carbon nanotubes can be directly synthesized without any coating. Chemical vapor deposition (CVD) using a catalyst is mainly used. This direct synthesis method is very advantageous in that it is relatively simple in process compared to the coating method, and can induce uniform nano-functionalization and vertical orientation.
하지만 본질적으로 금속지지체와 탄소나노튜브의 재질이 다르기 때문에 접촉 강도 측면에서는 매우 열약한 구조라는 단점을 갖는다. 특히 금속지지체와 탄소나노튜브 간의 공유 결합을 유도하기가 쉽지 않아 기존의 방식으로 준비된 금속지지체-탄소나노튜브 구조체의 접촉 강도는 그 한계를 갖는다.
However, since the material of the metal support and the carbon nanotube are essentially different from each other, they are disadvantageous in terms of the contact strength in terms of the weak structure. In particular, it is difficult to induce covalent bonding between the metal support and the carbon nanotubes, so that the contact strength of the metal support-carbon nanotube structure prepared in the conventional manner is limited.
본 발명에서는 금속지지체의 표면에서 직접 합성 방식에 의해 준비된 탄소나노튜브의 접촉강도를 증대시킬 수 있는 접합방법 개발을 그 목적으로 한다.
The present invention aims to develop a bonding method capable of increasing the contact strength of carbon nanotubes prepared by a direct synthesis method on the surface of a metal support.
상술한 바와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은, 금속지지체 표면 위에 금속 성분을 함유하는 탄소나노튜브를 접촉시키는 단계; 탄소나노튜브 내부에 포함된 금속 성분과 금속지지체와의 반응을 개시하도록 탄성나노튜브가 접촉된 금속지지체를 열처리하는 단계; 및 열처리온도의 유지에 의해 두 금속 성분 사이에 생성된 금속간화합물 (intermetallic compounds)을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a carbon nanotube, including: contacting a surface of a metal support with a carbon nanotube containing a metal component; Heat treating the metal support having the elastic nanotube contacted to initiate the reaction between the metal component contained in the carbon nanotube and the metal support; And growing the intermetallic compounds produced between the two metal components by maintaining the heat treatment temperature. The present invention also provides a method for bonding a metal support and a carbon nanotube.
탄소나노튜브의 내부에 포함되는 금속의 종류는 사용되는 금속지지체와의 반응을 통해 금속간화합물을 형성할 수 있는 것으로 선정하여야 한다. 따라서, 상기 탄소나노튜브의 내부에 포함되는 금속은, 예를 들어 금속지지체가 구리(Cu)를 함유하는 경우에는 주석(Sn), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 인듐(In) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 화합물이고, 금속지지체가 니켈(Ni)을 함유하는 경우 주석(Sn), 탈륨(Ta), 테릴륨(Tl) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 화합물이며, 금속지지체가 철 (Fe)을 함유하는 경우에는 주석(Sn), 몰리브데늄(Mo), 니켈(Ni) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 화합물일 수 있다.The kind of metal contained in the carbon nanotube should be selected so that it can form an intermetallic compound through reaction with the metal support used. Therefore, when the metal support contains copper (Cu), the metal contained in the carbon nanotube may be selected from Sn, Zn, Mg, and In. (Sn), thallium (Ta) or terelium (Tl) when the metal support contains nickel (Ni) and the metal support is at least one selected from the group consisting of Fe (Sn), molybdenum (Mo), nickel (Ni), or a compound thereof.
상기 탄소나노튜브의 내부에 포함되는 상기의 금속들은 나노와이어, 나노로드, 나노입자 중 선택되는 어느 하나 또는 2이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.The metals included in the carbon nanotubes may be any one selected from the group consisting of nanowires, nanorods, and nanoparticles, or a mixture of two or more selected from nanoparticles.
금속지지체 표면 위에 금속 성분을 함유하는 탄소나노튜브를 분말상태로 분산하여 접촉시키는 것도 가능하다.It is also possible to disperse and bring the carbon nanotubes containing the metal component into powder state on the surface of the metal support.
열처리의 분위기는 탄소나노튜브가 산화되지 않도록 무산소 분위기에서 진행시키는 것이 바람직하다.The atmosphere of the heat treatment is preferably carried out in an oxygen-free atmosphere so that the carbon nanotubes are not oxidized.
따라서, 상술한 바와 같은 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법으로 제작되는, 금속지지체와 탄소나노튜브는 금속간화합물에 의해 접합되는 것을 특징을 가진다.
Therefore, the metal support and the carbon nanotube, which are manufactured by the method of bonding the metal support and the carbon nanotube as described above, are characterized in that they are bonded by an intermetallic compound.
본 발명은 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시키기 위한 기술로서, 기존 나노기술에서 해결해야만 하는 가장 큰 문제점 중의 하나인 매크로 크기의 지지체와 나노물질 사의 열약한 접촉 강도를 크게 향상시킬 수 있는 방법을 제시할 수 있기 때문에, 다양한 구조의 나노-매크로 계층간 구조를 구성할 수 있어 다양한 응용 분야를 개척할 수 있을 뿐 아니라, 나노물질의 상용화에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
The present invention relates to a technique for increasing the contact strength between a metal support and a carbon nanotube, which is one of the biggest problems to be solved in conventional nanotechnology, and which can greatly improve the frictional contact strength between a macro- Method, it is possible to construct various structures of nano-macro hierarchical structures with various structures, so that it is possible to pioneer various application fields and contribute to the commercialization of nanomaterials.
도 1은 본 발명에 따른 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시키는 방법의 개념도를 보여주며,
도 2는 본 발명에 따른 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 시료의 사진을 보여주며,
도 3은 본 발명에 따른 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 SEM (scanning electron microscopy) 이미지를 보여주며,
도 4는 본 발명에 따른 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 TEM (transmission electron microscopy) 이미지를 보여주며
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 금속지지체와의 반응을 통해 생성된 금속간화합물의 성분분석 결과를 보여주다.1 is a conceptual view of a method of increasing the contact strength between a metal support and a carbon nanotube according to the present invention,
2 shows a photograph of a sample of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support according to the present invention,
3 shows SEM (scanning electron microscopy) images of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support according to the present invention,
FIG. 4 shows TEM (transmission electron microscopy) images of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support according to the present invention
FIGS. 5A and 5B show the results of analyzing the composition of the intermetallic compound produced through the reaction with the metal support according to the present invention.
이하에서는, 본 발명의 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시키는 방법 및 그 구조체를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for increasing the contact strength between the metal support and the carbon nanotube of the present invention and the structure thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시키는 방법은, 금속지지체 표면 위에 금속 성분을 함유하는 탄소나노튜브를 접촉시키는 단계와, 탄소나노튜브 내부에 포함된 금속 성분과 금속지지체와의 반응을 개시하도록 탄성나노튜브가 접촉된 금속지지체를 열처리하는 단계와, 열처리온도의 유지에 의해 두 금속 성분 사이에 생성된 금속간화합물 (intermetallic compounds)을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 주요한 특징으로 한다. A method of increasing the contact strength between a metal support and a carbon nanotube according to the present invention includes the steps of: contacting a carbon nanotube containing a metal component on a surface of a metal support; Treating the metal support having the elastic nanotubes contacted to initiate the reaction, and growing intermetallic compounds produced between the two metal components by maintaining the heat treatment temperature .
도 1을 참조하여 금속지지체(10)와 탄소나노튜브(12)의 접촉 강도를 증대시키기 위하여, 내부에 금속 나노와이어를 포함하는 탄소나노튜브(12)를 합성한다. 탄소나노튜브의 내부에 포함되는 금속의 종류는 사용되는 금속지지체와의 반응을 통해 금속간화합물(16)을 형성할 수 있는 것으로 선정하는 것이 매우 중요하다. 예를 들어 사용되는 금속지지체가 구리(Cu)가 주성분으로 구성된 경우 주석(Sn), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 인듐(In) 등이 사용될 수 있다. 또, 금속지지체 성분이 니켈(Ni) 인 경우 주석(Sn), 탈륨(Ta), 테릴륨(Tl) 등이 사용될 수 있다. 또한, 철 (Fe)을 주성분으로 하는 금속지지체의 경우에는 주석(Sn), 몰리브데늄(Mo), 니켈 (Ni) 등이 사용될 수 있다. 탄소나노튜브의 내부에 포함되는 상기의 금속들은 도 1에서와 같이 나노와이어 형태로 구성될 수도 있으며, 나노로드, 나노입자 등의 형태로 구성하여도 무방하지만, 금속지지체와의 접촉면을 충분히 갖도록 그 위치를 제어하는 것이 매우 중요하다. Referring to FIG. 1, in order to increase the contact strength between the
또한 내부에 금속 나노와이어를 포함하는 탄소나노튜브는 상기와 같이 금속지지체에 표면에 직접 합성될 수도 있지만, 미리 분말 상태로 합성하여 금속지지체 표면에 코팅이나 스프레이 방식 등을 이용하여 분산시키는 것도 가능하다. 이 경우, 금속간화합물을 구성할 수 있는 탄소나노튜브의 수율은 직접 합성 방식에 비해 낮을 수 있다.The carbon nanotubes containing the metal nanowires therein may be directly synthesized on the surface of the metal support as described above, but may be synthesized in powder form and dispersed on the surface of the metal support by coating or spraying method . In this case, the yield of the carbon nanotubes that can form the intermetallic compound may be lower than that of the direct synthesis method.
상기와 같이 준비된 금속지지체-탄소나노튜브 구조체는 금속간화합물을 구성할 수 있는 온도에서 열처리하게 된다. 이 때 열처리 분위기는 탄소나노튜브가 산화되지 않도록 무산소 분위기에서 진행되는 것이 중요하다. 열처리 온도는 사용되는 금속지지체와 탄소나노튜브 내부에 포함된 금속의 종류에 따라 두 금속이 금속간화합물을 형성하는 온도가 다양하므로 선택되는 금속 재질에 따라 설정 온도가 달라질 수 있다.The metal support-carbon nanotube structure prepared as described above is heat-treated at a temperature at which it can form an intermetallic compound. In this case, it is important that the annealing atmosphere is carried out in an oxygen-free atmosphere so that the carbon nanotubes are not oxidized. The temperature at which the two metals form an intermetallic compound varies depending on the type of the metal support and the metal contained in the carbon nanotubes, so that the set temperature may vary depending on the selected metal.
예를 들어 금속지지체가 구리이고 탄소나노튜브의 내부에 포함된 금속이 주석일 경우, 열처리 온도는 500~1000℃에서 제어되는 것이 바람직하다. 또한 금속지지체가 니켈이고 탄소나노튜브의 내부에 포함된 금속이 주석일 경우, 열처리 온도는 500~1100℃에서 제어되는 것이 바람직하며, 금속지지체가 철이고 탄소나노튜브의 내부에 포함된 금속이 주석일 경우, 열처리 온도는 500~1200℃에서 제어되는 것이 바람직하다.For example, when the metal support is copper and the metal contained in the carbon nanotubes is tin, the heat treatment temperature is preferably controlled at 500 to 1000 ° C. When the metal support is nickel and the metal contained in the carbon nanotubes is tin, the heat treatment temperature is preferably controlled at 500 to 1100 ° C. When the metal support is iron and the metal contained in the carbon nanotubes is tin , The heat treatment temperature is preferably controlled at 500 to 1200 ° C.
상기와 같은 열처리 분위기에서 탄소나노튜브의 내부에 포함된 금속과 금속지지체의 접촉면은 두 금속간의 반응 사이트 (site)를 제공하게 되며, 열처리 온도의 범위에 따라 다양한 상을 갖는 금속간화합물 핵 (nuclei)이 형성되기 시작한다. 예를 들어, 금속지지체가 구리이고 탄소나노튜브의 내부에 포함된 금속이 주석일 경우, 열처리 온도가 500℃일 경우, Cu3Sn과 Cu6Sn5 상이 주로 형성될 수 있으며, 열처리 온도가 500℃일 경우, Cu3Sn과 Cu6Sn5 상이 주로 형성될 수 있으며, 700 -900℃ 사이일 경우에는 Cu4Sn과 Cu10Sn3 상이 주로 형성될 수 있다.The contact surface between the metal and the metal support contained in the carbon nanotubes in the heat treatment atmosphere provides a reaction site between the two metals. Depending on the range of the heat treatment temperature, the intermetallic compound nuclei ) Begins to form. For example, when the metal support is copper and the metal contained in the carbon nanotube is tin, the Cu 3 Sn and Cu 6 Sn 5 phases can be mainly formed when the heat treatment temperature is 500 ° C., and the heat treatment temperature is 500 ° C, Cu 3 Sn and Cu 6 Sn 5 phases can be mainly formed, and when the temperature is between 700 and 900 ° C, Cu 4 Sn and Cu 10 Sn 3 phases can mainly be formed.
일단 핵이 형성되면, 반응은 더욱 촉진되어 그 핵을 중심으로 금속간화합물 결정이 계속 성장하게 된다. 이 때 상기의 반응은 두 금속 (금속지지체와 탄소나노튜브 내부에 포함된 금속)으로 빠르게 확산되어 간다. 상기의 반응을 통해 생성된 금속간화합물(16)은 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉면에만 생성될 수도 있고, 탄소나노튜브 내부에 포함된 금속 전체가 금속간화합물로 전환되는 것도 가능하다. 이렇게 생성된 금속간화합물은 마치 못으로 두 구조물을 연결하는 것과 같이, 금속지지체와 탄소나노튜브를 매우 단단히 결합해 주는 역할을 하게 된다.Once the nucleus is formed, the reaction is further promoted so that intermetallic compound crystals continue to grow around the nucleus. At this time, the above reaction is rapidly diffused into two metals (a metal support and a metal contained in the carbon nanotubes). The
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속지지체와 탄소나노튜브의 접촉 강도를 증대시키는 방법 및 그 구조체에 대한 일 실시예를 살펴본다. 그러나, 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
Hereinafter, a method of increasing the contact strength between a metal support and a carbon nanotube according to an embodiment of the present invention, and a structure thereof will be described. However, the scope of the present invention is not limited to the following preferred embodiments, and a person skilled in the art can carry out various modifications of the contents described in the present invention within the scope of the present invention.
[실시예 1] 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 사진[Example 1] Photographs of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support
도 2는 본 발명에 따른 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 시료의 사진을 보여주며, 합성은 750℃에서 1시간 동안 진행되었다. 사용된 금속지지체는 스테인레스스틸(SUS)과 구리였다. 합성전과 후의 관찰을 동해 매우 균일한 탄소나노튜브 층이 금속지지체의 표면에 합성된 것이 확인된다.
FIG. 2 shows a photograph of a sample of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support according to the present invention. The synthesis was conducted at 750 ° C. for 1 hour. The metal supports used were stainless steel (SUS) and copper. It was confirmed that a very uniform carbon nanotube layer was synthesized on the surface of the metal support at the same time before and after the synthesis.
[실시예 2] 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 SEM 이미지[Example 2] SEM image of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support
도 3은 본 발명에 따른 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 SEM 이미지를 보여준다. 생성된 탄소나노튜브는 길이가 약 1이고 두께가 50~100㎚ 정도인 것으로 확인된다. 크기가 매우 균일하고, 금속지지체의 표면에 고 밀도로 형성된 것이 확인된다.
FIG. 3 shows SEM images of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support according to the present invention. The resulting carbon nanotubes are found to be about 1 in length and 50 to 100 nm in thickness. It is confirmed that the size is very uniform and formed on the surface of the metal support with high density.
[실시예 3] 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 TEM 이미지[Example 3] TEM image of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support
도 4는 본 발명에 따른 금속지지체 표면에 성장한 탄소나노튜브에 대한 TEM 이미지를 보여주다. 약 10㎚의 두께를 갖는 탄소나노튜브 내부에 주석 나노와이어가 빽빽이 채워진 형태가 확인된다. 나노와이어의 결정구조 (결정면 및 결정면간 각도)는 내부에 포함된 금속이 주석임을 명확하게 보여준다.
4 shows TEM images of carbon nanotubes grown on the surface of a metal support according to the present invention. It is confirmed that the tin nanowires are filled tightly inside the carbon nanotubes having a thickness of about 10 nm. The crystal structure (crystal plane and crystal plane angle) of the nanowire clearly shows that the metal contained therein is tin.
[실시예 4] 금속지지체와의 반응을 통해 생성된 금속간화합물의 성분분석 결과[Example 4] Analysis of composition of intermetallic compound produced through reaction with metal support
도 5는 본 발명에 따른 금속지지체와의 반응을 통해 생성된 금속간화합물의 성분분석 결과를 보여주다. STEM: scanning transmission electron microscopy 이미지에서 보이는 것과 같은 열처리 반응 이후 탄소나노튜브의 성분분석 결과, 내부에 포함되었던 주석이 주석과 구리의 금속간화합물로 전환된 것이 확인된다.
FIG. 5 shows the result of analyzing the composition of the intermetallic compound produced through the reaction with the metal support according to the present invention. STEM: scanning transmission electron microscopy The analysis of the carbon nanotubes after the heat treatment as shown in the image shows that the tin contained in the carbon nanotubes was converted into an intermetallic compound of tin and copper.
10 : 금속지지체 (metal substrates)
12 : 탄소나노튜브 (carbon nanotubes)
14 : 금속나노와이어 (metal nanowires)
16 : 금속간화합물 (intermetallic compounds)10: metal substrates
12: Carbon nanotubes
14: metal nanowires
16: intermetallic compounds
Claims (8)
탄소나노튜브 내부에 포함된 금속 성분과 금속지지체와의 반응을 개시하도록 탄성나노튜브가 접촉된 금속지지체를 열처리하는 단계; 및
열처리온도의 유지에 의해 두 금속 성분 사이에 생성된 금속간화합물을 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법.
Contacting a carbon nanotube containing a metal component on a surface of a metal support;
Heat treating the metal support having the elastic nanotube contacted to initiate the reaction between the metal component contained in the carbon nanotube and the metal support; And
And growing the intermetallic compound produced between the two metal components by maintaining the heat treatment temperature.
탄소나노튜브의 내부에 포함되는 금속은, 금속지지체가 구리(Cu)를 함유하는 경우에는 주석(Sn), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 인듐(In) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 화합물인 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법.
The method according to claim 1,
When the metal support contains copper (Cu), the metal contained in the interior of the carbon nanotube may be any one selected from tin (Sn), zinc (Zn), magnesium (Mg), indium Wherein the carbon nanotubes are bonded to each other.
탄소나노튜브의 내부에 포함되는 금속은, 금속지지체가 니켈(Ni)을 함유하는 경우 주석(Sn), 탈륨(Ta), 테릴륨(Tl) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 화합물인 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법.
The method according to claim 1,
The metal included in the interior of the carbon nanotubes is any one selected from tin (Sn), thallium (Ta), and terelium (Tl) or a compound thereof when the metal support contains nickel (Ni) A method of bonding a metal support to a carbon nanotube.
탄소나노튜브의 내부에 포함되는 금속은, 금속지지체가 철 (Fe)을 함유하는 경우에는 주석(Sn), 몰리브데늄(Mo), 니켈(Ni) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 그 화합물인 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법.
The method according to claim 1,
The metal included in the interior of the carbon nanotube is any one selected from tin (Sn), molybdenum (Mo), and nickel (Ni) when the metal support contains iron (Fe) And the carbon nanotubes are bonded to each other.
The carbon nanotube according to claim 1, wherein the metal contained in the carbon nanotube is selected from the group consisting of a nanowire, a nanorod, and a nanoparticle. Way.
금속지지체 표면 위에 금속 성분을 함유하는 탄소나노튜브를 분말상태로 분산하여 접촉시키는 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon nanotubes containing a metal component are dispersed and brought into powder contact on the surface of the metal support to contact the carbon nanotubes.
열처리의 분위기는 탄소나노튜브가 산화되지 않도록 무산소 분위기에서 진행되는 것을 특징으로 하는 금속지지체와 탄소나노튜브의 접합방법.
The method according to claim 1,
Wherein the annealing atmosphere is performed in an oxygen-free atmosphere so that the carbon nanotubes are not oxidized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120126185A KR101400821B1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Adhesion method between carbon nanotubes and metal substrates and the structure thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120126185A KR101400821B1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Adhesion method between carbon nanotubes and metal substrates and the structure thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140059588A KR20140059588A (en) | 2014-05-16 |
| KR101400821B1 true KR101400821B1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=50889369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120126185A KR101400821B1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Adhesion method between carbon nanotubes and metal substrates and the structure thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101400821B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9761532B2 (en) | 2015-09-25 | 2017-09-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hybrid interconnect structure and electronic device employing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120120648A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-02 | 한국에너지기술연구원 | Selective synthesis method of nanowire, with nano-scaled intermetallic compounds, and materials thereof |
-
2012
- 2012-11-08 KR KR1020120126185A patent/KR101400821B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120120648A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-02 | 한국에너지기술연구원 | Selective synthesis method of nanowire, with nano-scaled intermetallic compounds, and materials thereof |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9761532B2 (en) | 2015-09-25 | 2017-09-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Hybrid interconnect structure and electronic device employing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140059588A (en) | 2014-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hsu et al. | Vapor− solid growth of sn nanowires: growth mechanism and superconductivity | |
| Pakdel et al. | Nano boron nitride flatland | |
| US9346079B2 (en) | Composite of porous substrate and one-dimensional nanomaterial and method for preparing the same, surface-modified composite and method for preparing the same | |
| Wang et al. | Epitaxial growth of shape-controlled Bi2Te3− Te heterogeneous nanostructures | |
| Liang et al. | Controlled synthesis of one‐dimensional inorganic nanostructures using pre‐existing one‐dimensional nanostructures as templates | |
| Wang et al. | High-yield synthesis of single-crystalline antimony telluride hexagonal nanoplates using a solvothermal approach | |
| Zhu et al. | Synthesis of vertically aligned ultra-long ZnO nanowires on heterogeneous substrates with catalyst at the root | |
| Wang et al. | Microtwinning in template-synthesized single-crystal metal nanowires | |
| US9149833B2 (en) | Metal nanoparticle decorated carbon nanotubes and methods of preparation and use | |
| Chen et al. | Large-scale growth and end-to-end assembly of silver nanorods by PVP-directed polyol process | |
| Kobayashi et al. | Metal–metal bonding process using metallic copper nanoparticles prepared in aqueous solution | |
| Barreca et al. | CVD of copper oxides from a β-diketonate diamine precursor: tailoring the nano-organization | |
| EP2402285B1 (en) | Method for fabricating composite material comprising nano carbon and metal or ceramic | |
| Li et al. | SiC–SiO2–C coaxial nanocables and chains of carbon nanotube–SiC heterojunctions | |
| Polyakov et al. | Nanocomposites based on tubular and onion nanostructures of molybdenum and tungsten disulfides: inorganic design, functional properties and applications | |
| Zeng et al. | A liquid metal reaction system for advanced material manufacturing | |
| Hemasiri et al. | Synthesis and characterization of graphene/ITO nanoparticle hybrid transparent conducting electrode | |
| Firestein et al. | BN/Ag hybrid nanomaterials with petal-like surfaces as catalysts and antibacterial agents | |
| Chopra et al. | Controlled assembly of graphene shells encapsulated gold nanoparticles and their integration with carbon nanotubes | |
| Ma et al. | Controlling the dendritic structure and the photo-electrocatalytic properties of highly crystalline MoS2 on sapphire substrate | |
| Barry et al. | A general and flexible synthesis of transition-metal polyphosphides via PCl3 elimination | |
| Ogawa et al. | Fabrication of carbon nanofiber-reinforced aluminum matrix composites assisted by aluminum coating formed on nanofiber surface by in situ chemical vapor deposition | |
| KR101400821B1 (en) | Adhesion method between carbon nanotubes and metal substrates and the structure thereof | |
| TW200927648A (en) | Method for producing carbon nanocoils | |
| Wang et al. | A mechanistic study of oleic acid-mediated solvothermal shape controllable preparation of zinc oxide nanostructures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170308 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180416 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190326 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200309 Year of fee payment: 7 |