KR20120023640A - 탄소 나노튜브 주입 전자기 간섭 차폐 복합재 및 코팅 - Google Patents
탄소 나노튜브 주입 전자기 간섭 차폐 복합재 및 코팅 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120023640A KR20120023640A KR20117026364A KR20117026364A KR20120023640A KR 20120023640 A KR20120023640 A KR 20120023640A KR 20117026364 A KR20117026364 A KR 20117026364A KR 20117026364 A KR20117026364 A KR 20117026364A KR 20120023640 A KR20120023640 A KR 20120023640A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cnt
- composite
- fiber material
- carbon
- cnts
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title description 104
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title description 90
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title description 10
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 544
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 463
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 405
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 224
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 151
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 67
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 55
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 183
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 129
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 37
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 21
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 19
- 229910021524 transition metal nanoparticle Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 214
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 200
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 200
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 184
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 118
- 230000008569 process Effects 0.000 description 93
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 83
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 39
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 39
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 31
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 24
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 20
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 19
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 16
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 15
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000306 component Substances 0.000 description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 8
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 7
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 6
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 6
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 6
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 5
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 5
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 silicon nitride Chemical compound 0.000 description 4
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 238000012346 open field test Methods 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003192 poly(bis maleimide) Polymers 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 3
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 2
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003368 Kevlar® 29 Polymers 0.000 description 1
- 229920003369 Kevlar® 49 Polymers 0.000 description 1
- 229910000502 Li-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 description 1
- QHYFLXAJBXOYIF-UHFFFAOYSA-J [Ni+2].[Ba+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O Chemical compound [Ni+2].[Ba+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O QHYFLXAJBXOYIF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000005407 aluminoborosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 150000001723 carbon free-radicals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011153 ceramic matrix composite Substances 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N chromium(2+);methanidylidynechromium Chemical compound [Cr+2].[Cr]#[C-].[Cr]#[C-] GVEHJMMRQRRJPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 150000001913 cyanates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000009990 desizing Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002079 double walled nanotube Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000009787 hand lay-up Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- HZGFMPXURINDAW-UHFFFAOYSA-N iron zirconium Chemical compound [Fe].[Zr].[Zr] HZGFMPXURINDAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 235000019988 mead Nutrition 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000011156 metal matrix composite Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- OAXLZNWUNMCZSO-UHFFFAOYSA-N methanidylidynetungsten Chemical compound [W]#[C-] OAXLZNWUNMCZSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940031182 nanoparticles iron oxide Drugs 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004375 physisorption Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001652 poly(etherketoneketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920006380 polyphenylene oxide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007348 radical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009790 rate-determining step (RDS) Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004046 wet winding Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
- 238000013316 zoning Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0073—Shielding materials
- H05K9/0081—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
- H05K9/009—Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive fibres, e.g. metal fibres, carbon fibres, metallised textile fibres, electro-conductive mesh, woven, non-woven mat, fleece, cross-linked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/14—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material
- H01B1/18—Conductive material dispersed in non-conductive inorganic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/002—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems using short elongated elements as dissipative material, e.g. metallic threads or flake-like particles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
- H05K9/0007—Casings
- H05K9/002—Casings with localised screening
- H05K9/0022—Casings with localised screening of components mounted on printed circuit boards [PCB]
- H05K9/0024—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields
- H05K9/0031—Shield cases mounted on a PCB, e.g. cans or caps or conformal shields combining different shielding materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
- Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
Abstract
전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI) 차폐 적용에 사용을 위한 복합재는, 매트릭스 물질의 적어도 일부에 배치된 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT) 주입 섬유 물질을 포함한다. 복합재는 약 0.01 MHz 내지 약 18 GHz의 주파수 범위에서, 전자기(electromagnetic, EM) 방사선을 흡수하거나, 전자기 방사선을 반사하고, 또는 이들의 조합을 할 수 있다. 전자기 간섭(EMI) 차폐 효과(shielding effective, SE)는, 약 40 dB 내지 약 130 dB의 범위이다. 복합재를 제조하는 방법은 매트릭스 물질 내에서 CNT 주입 섬유 물질의 제어된 배향을 가지고, 매트릭스 물질의 일부에 CNT 주입 섬유 물질을 배치시키는 단계; 및 매트릭스 물질을 경화하는 단계를 포함한다. 패널은 복합재를 포함하고, EMI 차폐 적용에서 사용하기 위한 장치와 접속하기에 적합하다. 패널은 전기 접지(electrical ground)을 더 구비한다.
Description
[관련 출원에 대한 기재]
본 출원은 2009년 4월 24일에 출원된 미국 가출원 제 61/172,503호, 및 2009년 4월 28일에 출원된 미국 가출원 제 61/173,435호의 우선권을 주장하고, 상기 출원 모두 그 전체는 이하에서 참조로 편입된다.
[기술분야]
본 발명은 일반적으로 전자기(electromagnetic, EM) 방사선을 흡수하는 물질에 관한 것이다.
전기 및 전자 회로의 성능은 외부 근원으로부터 방출된 전자기 유도 또는 전자기 방사선으로 인한 원하지 않는 방해에 의해 불리하게 영향을 받을 수 있다. 이러한 원하지 않는 방해는 전기 및 전자 회로의 효과적인 성능을 중단, 방해 또는 저지할 수 있다. 외부의 전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI)으로부터 전기 및 전자 회로를 차폐하기 위한 하우징 구조물(housing structures)이 개발되어 왔다. EMI 차폐는 밀폐된 공간으로 전자기장의 투과를 제한하도록 구성된 하우징 구조물에 의해 일반적으로 달성된다. 전도성 물질을 사용하여 가공되는 하우징 구조물은 전자기장을 막기 위한 장벽(barrier)으로 동작하는 "패러데이 케이지(Faraday cage)"로서 공지되어 있다. 특히, 당해 기술분야에서 공지되어 있는 바와 같이, 패러데이 케이지는 전도성 물질에 의하여 형성된 인클로저(enclosure)이고, 외부 전자기 간섭을 막기 위하여 사용될 수 있다. 하우징 구조물이 외부 전자기력을 받을 때, 전류는 전도성 하우징 구조물에서 생성되고, 전류는 교대로, 외부 전자기장을 대항하고 상쇄하는 전자기력을 생성한다.
유사하게, 낙뢰 보안 시스템은 전도성 하우징을 활용하여, 전도성 하우징 구조물을 통해 흐르는 전류의 열효과를 감소시키고 있는 동안 낙뢰 전류에 대한 낮은 임피던스 경로를 제공한다. 이러한 감소된 열효과는 벼락으로 인한 화재 위험을 감소시킨다.
일반적으로, 이러한 EMI 차폐된 하우징 구조물 및/또는 낙뢰 보호 적용물을 가공하기 위해 사용되는 전도성 물질은 구리 및 알루미늄과 같은 높은 전도성 금속을 포함한다. 그러나, 이러한 금속은 상대적으로 무겁다. 탄소와 같은 전도성 섬유로 이루어진 것조차, 복합재와 같은 더 가벼운 물질 또는 "복합재"는 일반적으로 절연성이고, 따라서 매트릭스 물질(예를 들어, 수지)의 존재로 인하여, 나쁜 EMI 차폐 및 낙뢰 보호 특징을 가진다. 이러한 복합재는 그들에게 부여된 바람직한 특징에도 불구하고, 우수한 EMI 차폐 및/또는 낙뢰 보호 특징을 요구하는 적용에는 적합하지 않다.
복합재의 EMI 차폐 및 낙뢰 보호 특징을 향상시키기 위해서, 금속 필러(metal filler), 금속 코팅(metal coating), 금속 메시(metal mesh), 또는 다른 금속 구성요소가 복합재에 결합되어 왔다. 그러나, 이러한 결합은 결과적으로 더 무겁고, 더 복잡한 복합재가 되게 한다. EMI 차폐 및/또는 낙뢰 보호 적용에 사용하기에 적합한 대안적인 복합재가 필요하다. 본 발명은 이러한 필요를 충족시키고, 관련된 장점 또한 제공한다.
일부 측면에서, 본원에 기재된 실시예는 전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI) 차폐 적용에 사용을 위한 복합재로서, 매트릭스 물질의 적어도 일부에 배치된 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT) 주입 섬유 물질을 포함하는 복합재에 관한 것이다. 복합재는 약 0.01 MHz 내지 약 18 GHz의 주파수 범위에서, 전자기(electromagnetic, EM) 방사선을 흡수하고, 전자기 방사선을 반사하고, 또는 이들의 조합을 할 수 있다. 전자기 간섭(EMI) 차폐 효과(shielding effective, SE)로서 측정되는, 상기 복합재의 전자기 차폐 능력은 약 40 dB 내지 약 130 dB의 범위이다.
일부 측면에서, 본원에 기재된 실시예는 후술되는 복합재를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은, 매트릭스 물질 내에서 CNT 주입 섬유 물질의 제어된 배향을 가지고, 매트릭스 물질의 일부에 CNT 주입 섬유 물질을 배치시키는 단계; 및 매트릭스 물질을 경화하는 단계를 포함한다. CNT 주입 섬유 물질의 제어된 배향은, 전체 복합재 구조물 내에서 거기에 주입된 CNT의 상대적인 배향을 제어한다.
일부 측면에서, 본원에 기재된 실시예는 후술되는 복합재를 포함하는 패널에 관한 것이다. 패널은 EMI 차폐 적용에서 사용하기 위한 기구와 접속하기에 적합하다. 패널은 전기 접지(electrical ground)를 더 구비한다.
도 1은 연속적인 CVD 공정을 통해 AS4 탄소 섬유에 성장된 다중벽 CNT(multi-walled CNT; MWNT)의 투과 전자 현미경(transmission electron microscope, TEM) 영상을 도시한다.
도 2는 연속적인 CVD 공정을 통해 AS4 탄소 섬유에 성장된 이중벽 CNT(double-walled CNT; DWNT)의 투과 전자 현미경(TEM) 영상을 도시한다.
도 3은 CNT 형성 나노입자 촉매가 탄소 섬유 물질 표면에 기계적으로 주입된 장벽 코팅(barrier coating) 안으로부터 성장하는 CNT의 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM) 영상을 도시한다.
도 4는 약 40 마이크론의 목표 길이의 20% 이내로, 탄소 섬유 물질에서 성장된 CNT의 길이 분포의 단일성을 나타내는 SEM 영상을 도시한다.
도 5는 CNT 성장에 대한 장벽 코팅의 효과를 보여주는 SEM 영상을 나타낸다. 장벽 코팅이 도포된 위치에서 밀집, 정렬된 CNT가 성장했고, 장벽 코팅이 도포되지 않은 위치에서는 어떠한 CNT도 성장하지 않았다.
도 6은 약 10% 이내로 섬유에 걸쳐 CNT 밀도의 균일성을 나타내는 탄소 섬유에서 CNT의 저 배율 SEM을 도시한다.
도 7은 탄소 나노튜브 주입 섬유 물질을 포함하는 EMI 차폐 복합재의 단면도를 도시한다.
도 8은 EMI 차폐 패널과 같은 물품에 EMI 차폐 물질 코팅재로 사용되기에 적합한 탄소 나노튜브 주입 섬유 토우를 도시한다.
도 9는 복합재의 EMI 차폐 특징을 향상시키기 위하여 복합재에 적용되는 탄소 나노튜브 주입 섬유 토우 코팅재를 도시한다.
도 10은 탄소 나노튜브 주입 섬유를 위한 코팅 시스템의 계략도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 CNT 주입 탄소 섬유 물질의 제조 공정을 도시한다.
도 12는 EMI 차폐를 포함하여, 목표 열전도성 및 전기전도성 향상을 위한 연속적인 공정에서, 탄소 섬유 물질이 CNT로 주입될 수 있는 방법을 도시한다.
도 13은 EMI 차폐를 포함하여, 목표 열전도성 및 전기전도성 향상을 위한 연속적인 공정에서, 유리 섬유 물질이 CNT로 주입될 수 있는 방법을 도시한다.
도 14는 CNT 주입 유리 섬유 에폭시 복합재의 EMI 차페 효과를 도시한다.
도 15는 CNT 주입 탄소 섬유 에폭시 복합재의 EMI 차페 효과를 도시한다.
도 16은 복합재에서 CNT 중량%의 함수로서, CNT 주입 복합재의 평균 EMI 차폐 효과의 그래프를 도시한다.
도 17은 복합재에서 CNT 중량%의 함수로서, CNT 주입 복합재에 대한 저주파수 밴드에 있는 평균 EMI 차폐 효과의 그래프를 도시한다.
도 18은 복합재에서 CNT 중량%의 함수로서, CNT 주입 복합재에 대한 고주파수 밴드에 있는 평균 EMI 차폐 효과의 그래프를 도시한다.
도 2는 연속적인 CVD 공정을 통해 AS4 탄소 섬유에 성장된 이중벽 CNT(double-walled CNT; DWNT)의 투과 전자 현미경(TEM) 영상을 도시한다.
도 3은 CNT 형성 나노입자 촉매가 탄소 섬유 물질 표면에 기계적으로 주입된 장벽 코팅(barrier coating) 안으로부터 성장하는 CNT의 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM) 영상을 도시한다.
도 4는 약 40 마이크론의 목표 길이의 20% 이내로, 탄소 섬유 물질에서 성장된 CNT의 길이 분포의 단일성을 나타내는 SEM 영상을 도시한다.
도 5는 CNT 성장에 대한 장벽 코팅의 효과를 보여주는 SEM 영상을 나타낸다. 장벽 코팅이 도포된 위치에서 밀집, 정렬된 CNT가 성장했고, 장벽 코팅이 도포되지 않은 위치에서는 어떠한 CNT도 성장하지 않았다.
도 6은 약 10% 이내로 섬유에 걸쳐 CNT 밀도의 균일성을 나타내는 탄소 섬유에서 CNT의 저 배율 SEM을 도시한다.
도 7은 탄소 나노튜브 주입 섬유 물질을 포함하는 EMI 차폐 복합재의 단면도를 도시한다.
도 8은 EMI 차폐 패널과 같은 물품에 EMI 차폐 물질 코팅재로 사용되기에 적합한 탄소 나노튜브 주입 섬유 토우를 도시한다.
도 9는 복합재의 EMI 차폐 특징을 향상시키기 위하여 복합재에 적용되는 탄소 나노튜브 주입 섬유 토우 코팅재를 도시한다.
도 10은 탄소 나노튜브 주입 섬유를 위한 코팅 시스템의 계략도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 CNT 주입 탄소 섬유 물질의 제조 공정을 도시한다.
도 12는 EMI 차폐를 포함하여, 목표 열전도성 및 전기전도성 향상을 위한 연속적인 공정에서, 탄소 섬유 물질이 CNT로 주입될 수 있는 방법을 도시한다.
도 13은 EMI 차폐를 포함하여, 목표 열전도성 및 전기전도성 향상을 위한 연속적인 공정에서, 유리 섬유 물질이 CNT로 주입될 수 있는 방법을 도시한다.
도 14는 CNT 주입 유리 섬유 에폭시 복합재의 EMI 차페 효과를 도시한다.
도 15는 CNT 주입 탄소 섬유 에폭시 복합재의 EMI 차페 효과를 도시한다.
도 16은 복합재에서 CNT 중량%의 함수로서, CNT 주입 복합재의 평균 EMI 차폐 효과의 그래프를 도시한다.
도 17은 복합재에서 CNT 중량%의 함수로서, CNT 주입 복합재에 대한 저주파수 밴드에 있는 평균 EMI 차폐 효과의 그래프를 도시한다.
도 18은 복합재에서 CNT 중량%의 함수로서, CNT 주입 복합재에 대한 고주파수 밴드에 있는 평균 EMI 차폐 효과의 그래프를 도시한다.
본 발명은 부분적으로 전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI) 차폐를 제공하는 복합재에 관한 것이다. 본원에 기재된 EMI 차폐 복합재는 매트릭스 물질의 일부에 배치된 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT) 주입 섬유 물질을 포함한다. CNT는 그것의 고 형상비(aspect ratio)로 인한 바람직한 전자기 흡수성을 가진다. 본원의 복합재에서 CNT는 광범위한 전자기(electromagnetic, EM) 방사선 주파수를 흡수할 수 있고, 흡수된 에너지를 예를 들어, 전기 접지(electrical ground) 또는 열로 방출할 수 있다. 역학적으로, CNT는 또한 EM 방사선을 반사할 수 있다. 또한, EMI 차폐 적용을 위하여, 흡수 및 반사의 임의의 조합은, 전자기 복사선의 투과도(transmittance)가 최소화된다면 유용하다. 실제 작동 메커니즘에 관계없이, 그리고 이론에 한정되지 않고, 본원의 복합재는 실질적인 전자기파 간섭을 감소하고/하거나 억제하는 것으로 작용할 수 있다.
본 발명의 EMI 차폐 복합재는 EMI 차폐 적용에 이미 사용된 물질의 차폐 특징을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, CNT 주입 섬유는 유전체뿐 아니라 전도성 복합재에도 향상된 EMI 차폐를 제공하여, 결과적으로 저중량, 고강도 복합재를 사용할 수 있게 한다. 일부 이러한 복합재는 이들의 본래적으로 좋지 않은 EMI 차폐 능력으로 인해, 종래에 적용에서 제한적일 수 있었다.
본 발명의 EMI 차폐 복합재는 가시광선, 적외선(IR) 및 다양한 레이더 밴드의 다른 부분을 포함하여, 전자기 스펙트럼의 다른 영역에 걸쳐 흑체에 가까운 흡수 표면을 제공할 수 있다. 흑체와 유사한 행동을 얻기 위하여, 섬유 물질에서 CNT 밀도가 제어될 수 있다. 따라서, 예를 들어, CNT 주입 섬유 물질의 굴절률(refractive index)는 공기의 굴절률과 거의 일치하도록 조정될 수 있다. 프레넬(Fresnel's law)에 따르면, 이것은 반사도가 최소일 때이다. 최소 반사도가 EM 흡수를 최적화하는데 유용할 수 있더라도, 본원의 복합재는 EMI 차폐 층을 통하여 투과도(transmittance) 또한 최소가 되도록 고안될 수 있다. 다시 말해서, 흡수는 EMI 차폐를 제공할 수 있을 정도까지 유용하다. CNT 주입 섬유 물질에 의해 효과적으로 흡수되지 않는 특별한 파장에 대해서, 반사도를 제공하거나, CNT 주입 섬유 물질에 의하여 흡수되지 않는 방사선을 흡수할 수 있는 제 2 구조물을 제공하는 것이 유리하다. 이와 관련하여, 다른 CNT 주입 섬유 물질의 프로그래시브 레이어링(progressive layering)을 제공하여, 상호 번갈아가며 흡수 특징을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 다중층(multiple-layered) 물질을 대체하여 또는 다중층 물질에 추가하여, CNT 주입 섬유 물질일 수도 있는 반사 물질을 결합하는 것도 유용할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 본 발명의 복합재는 CNT 주입 섬유 물질을 포함하는 다중 흡수층 및/또는 반사층을 가질 수 있다.
섬유 물질 그 자체는 전체 복합재에 충분한 CNT 밀도를 제공하는 배열로 CNT를 조직화하는 스카폴드(scaffold)라서, EM 방사선 흡수와 동시에 에너지를 방출하는 효과적인 투과(percolation) 경로를 생성한다. 주입된 CNT는 섬유 물질 및 전체 복합재에서 균일한 길이, 밀도 및 제어된 배향을 가지도록 맞춰져서, EM 방사선 흡수를 최대화할 수 있다.
EM 차폐 특징을 위한 CNT에 따라서, 복합재는 전도성 또는 절연성 섬유 물질 및/또는 매트릭스를 이용할 수 있다. 또한, EMI 차폐 복합재는 그것이 사용되는 물품의 전체 구조물의 일부로서 통합될 수 있다. 일부 실시예에서, 단지 표면이 아닌, 전체 물품이 EMI 차폐물로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질은 EMI 차폐 적용에서 사용을 위해 미리 가공된 복합재를 위한 코팅재로서 사용될 수 있다.
상술된 EMI 차폐 물질을 위한 CNT 주입 섬유를 생성하는 제조 공정을 이하에서 더 설명한다. 공정은 대규모 연속적인 공정이 적합하다. 공정에서, CNT는 탄소, 유리, 세라믹 또는, 토우(tow)나 로빙(roving)과 같은 감을 수 있는(spoolable) 차원의 유사한 섬유 물질에서 직접 성장될 수 있다. CNT 성장의 본질은 약 5 마이크론 내지 약 500 마이크론 길이로 조정될 수 있는 길이로 밀집 포레스트(forest)가 배치된 것이며, 길이는 이하에서 설명되는 바와 같이 다양한 요인에 의해 제어될 수 있다. 이러한 포레스트는 CNT가 섬유 물질의 각각의 개별적인 필라멘트의 표면에 수직이 되도록 배향되어서, 방사 범위(radial coverage)를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, CNT가 더 제조되어서, 섬유 물질의 축에 평행한 배향을 제공할 수 있다. 최종적인 CNT 주입 섬유 물질은 제조되면서 감길 수 있거나, EMI 차폐 적용에 사용되는 EMI 차폐 복합재를 제조하는데 사용을 위해 직물 제품으로 직조될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "EMI 차폐 복합재(EMI shielding composition)"는 투과도를 최소화하는 동안, 전자기 방사선을 흡수하거나 반사하는 임의의 조합을 할 수 있는, 매트릭스 물질에 배치된 적어도 CNT 주입 섬유 물질을 포함하는 임의의 복합재를 언급한다. 본원의 EMI 차폐 복합재는 적어도 3개의 구성요소인, CNT, 섬유 물질 및 매트릭스 물질을 가진다. 이러한 구성요소는 조직화된 계층구조를 생성하고, 여기서 CNT는 그것이 주입되는 섬유 물질에 의하여 조직화된다. 다시 말해서, CNT 주입 섬유 물질은 그것이 배치되는 매트릭스 물질에 의하여 조직화된다. 이것은 다양한 블렌딩(blending), 믹싱(mixing), 압출(extrusion) 및/또는 인발(pultrusion) 기술에 의해 전형적으로 제조되는 느슨한 탄소 나노튜브를 이용하는 복합재와는 대조적이다. 본원의 EMI 차폐 복합재의 CNT는 투과도 소스와 결합하여 전자기 방사선을 흡수 또는 반사할 수 있다. 임의의 흡수된 전자기 방사선은 예를 들어, 전기 신호로 변환되고, 전기 접지로 연결되고/되거나, 열로 변환된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "전자기 방사선(electromagnetic radiation)" 또는 "EM 방사선"은 약 0.01 MHz 내지 약 300 GHz 범위의 임의의 EM 주파수를 언급한다. 본원의 EMI 차폐 복합재는, 예를 들어 이하에 더 설명되는 바와 같이, 저주파수(LF 밴드 내지 UHF 밴드) 및 고주파수(L 밴드 내지 K 밴드) 레이더 밴드에 특히 효과적이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "전자기 간섭(electromagnetic interference)" 또는 "EMI"는 다른 소스로부터 전자기장(EM field)에 근접할 때, 전자 장치 작동의 방해를 언급한다. "전자기 차폐(EMI shielding)"는 이러한 간섭으로부터 보호할 수 있는 물질을 사용하는 공정이다. 이러한 물질은 간섭하는 전자기 방사선을 흡수 및/또는 반사할 수 있다. "EMI 차폐 효과(EMI shielding effectiveness)", "EMI-SE", "차폐 효과(shielding effectiveness) 또는 "SE" 또는 이와 문언적으로 동등한 용어는 다른 소스의 전자기장에 의한 간섭으로부터 전자 장치를 감소/보호하기 위한 물질의 능력에 대한 표준화된 측정을 언급한다. EMI-SE는 차폐 이전의 간섭하는 전자기 신호의 세기와 차폐 이후의 간섭하는 전자기 신호의 세기 사이 차이의 함수로서 측정되고, 전형적으로 MHz, GHz 등과 같은 Hz로 측정된 특정 주파수에서 dB로 측정된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "EM 차폐 능력(EM shielding capacity)"은 임의의 주파수의 전자기 방사선을 흡수 또는 반사하는, 본원의 복합재의 능력을 언급한다. 이것은 표준화된 EMI-SE 측정에 의해 측정될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "섬유 물질(fiber material)"은 기본적인 구성요소로서 섬유를 가지는 어느 물질을 언급한다. 이 용어는 섬유, 필라멘트, 얀(yarn), 토우(tow), 토우(tow), 테이프(tape), 직조(woven) 및 비-직조(non-woven) 직물(fabric), 플라이(ply), 매트, 3차원 직조 구조물 등을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "감을 수 있는 차원(spoolable dimension)"은 길이로 제한되지 않는 적어도 하나의 차원을 가지고, 물질이 스풀(spool) 또는 맨드릴(mandrel)에 저장될 수 있게 하는 섬유 물질을 언급한다. "감을 수 있는 차원"의 섬유 물질은 본원에서 기재된 바와 같이, 배치(batch) 또는 CNT 주입을 위한 연속적인 처리의 사용을 나타내는 적어도 일차원을 가진다. "감을 수 있는 차원"의 섬유 물질은 유리, 탄소, 세라믹, 및 유사한 생성물로서 상업적으로 얻을 수 있다. 상업적으로 이용할 수 있는 감을 수 있는 차원의 예시적인 탄소 섬유 물질은 800 텍스값(tex value) (1 텍스=1g/1,000m) 또는 620 야드/lb (그라필 인코포레이티드, 캘리포니아 새크라멘토에 위치)를 가지는 AS4 12k 탄소 섬유 토우를 예로 들 수 있다. 비록 더 큰 스풀은 특별한 주문이 필요하지만, 예를 들어 (고중량, 일반적으로 3k/12K 토우를 가지는 스풀에 대하여), 특히, 상업적인 탄소 섬유 토우는 5, 10, 20, 50, 및 100 lb로 얻어질 수 있다. 또한, 예를 들어, 100 lb 이상의 초대형 감을 수 있는 길이를 2개의 50 lb 스풀(spool)과 같이 다루기 쉬운 차원으로 나누는 전처리 동작이 통합될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "탄소 나노튜브(CNT)"는 SWNT(single-walled CNT), DWNT(double-walled CNT), 및 MWNT(multi-walled CNT)를 포함하는 풀러린 족 탄소의 많은 실린더 형태의 동소체 중의 어느 것을 언급한다. CNT는 풀러린-유사 구조에 의해 캡핑되거나 또는 단부가 개방될 수 있다. CNT는 다른 물질로 캡슐화되는 것을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "길이의 균일성(uniform in length)"은 반응기에서 성장된 CNT의 길이를 언급한다. "균일 길이(uniform length)"는 CNT가 약 1 마이크론 내지 약 500 마이크론으로 변화하는 CNT 길이에 대하여, 전체 CNT 길이 중 약 ±20% 이하의 공차의 길이를 가지는 것을 의미한다. 1-4 마이크론과 같이, 매우 짧은 길이에서, 그 오차는 전체 CNT 길이의 약 ±20%로부터 약 ±1 마이크론까지의 범위가 될 수 있는데, 즉 전체 CNT 길이의 약 20%보다 다소 클 수 있다. EMI 차폐를 위한 적용에서, 전체 CNT의 (밀도 분포뿐만 아니라) 길이는 EM 방사선 흡수 및/또는 반사를 조절하기 위해 사용되고, 목표 EM 주파수 밴드에서 흡수 최대 또는 반사를 위해 최적화될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "분포에서 균일성(uniform in distribution)"은 탄소 섬유 물질에서 CNT의 밀도의 균일성을 언급한다. "균일 분포(uniform distribution)"는 CNT로 덮인 섬유의 표면 영역의 백분율로 정의되는 약 ±10% 범위의 저항을 가지는 탄소 섬유 물질에서 CNT가 밀도를 가지는 것을 의미한다. 이것은 5개의 벽을 가진 8 nm 직경의 CNT에 대하여 ±1500 CNT/㎛2와 동등하다. 이러한 값은 CNT 내부에 채울 수 있는 공간을 상정한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "CNT 중량%(CNT weight %)"는 최종 복합재에 존재하는 CNT의 중량 또는 무게 백분율을 의미한다. 이러한 백분율은 최종 복합재 구조물의 전체 중량에 의해 나누어진, 복합재에서의 CNT의 전체 중량의 비율에, 100%를 곱한 것을 의미한다. "CNT 중량%"는 CNT 분포와 CNT 길이를 조합한 물질 특성이다. 결과적으로, "CNT 중량%"는 평균 EMI SE로 복합재에서 CNT의 효과를 설명하는데 사용된다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 0-60 dB의 평균 EMI SE를 위해서, 1% 미만의 CNT 중량%가 사용되고, 60-80 dB의 평균 EMI SE를 위해서, 0.5% 내지 2%의 CNT 중량%가 사용되고, 80 dB 초과의 평균 EMI SE를 위해서, 2% 초과의 CNT 중량%가 사용된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "주입된(infused)"은 결합됨을 의미하고 "주입(infusion)"이란 용어는 결합 공정을 의미한다. 그러한 결합은 공유결합, 이온결합, pi-pi 및/또는 반데르 발스 힘-매개의 물리흡착을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, CNT는 탄소 섬유 물질에 직접 결합될 수 있다. 결합은 CNT와 탄소 섬유 물질 사이에 배치된 장벽 코팅 및/또는 중계(intervening) 전이 금속 나노입자를 통한 탄소 섬유 물질로의 CNT 주입과 같이 간접적일 수 있다. 본원에서 개시된 CNT 주입 탄소 섬유 물질에서, 탄소 나노튜브는 상기 설명된 바와 같이 직접적으로 또는 간접적으로 탄소 섬유에 "주입"될 수 있다. CNT가 탄소 섬유 물질에 주입되는 특별한 방식은 "결합 모티프(bonding motif)"로 언급될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "전이 금속(transition metal)"은 주기율표의 d-블럭에 있는 임의의 원소 또는 이러한 원소들의 합금을 언급한다. 또한, "전이 금속"이라는 용어는 산화물, 탄화물, 질화물 등과 같은 염기성 전이 금속 원소의 염 형태를 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "나노입자(nanoparticle)" 또는 NP, 또는 이와 문언적으로 동등한 용어는 비록 NP가 형태상 구형일 필요는 없지만, 동등한 구형 직경으로 약 0.1 내지 약 100 나노미터의 크기를 가지는 입자를 언급한다. 특히, 전이 금속 NP는 탄소 섬유 물질에서 CNT 성장을 위한 촉매로서 작용한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "사이징 작용제(sizing agent)", "섬유 사이징 작용제", 또는 단지 "사이징"은 탄소 섬유의 완전성을 보호하고, 복합재 내의 탄소 섬유와 매트릭스 물질 사이의 향상된 계면 작용을 제공하고, 및/또는 탄소 섬유의 특별한 물리적 성질을 변경 및/또는 향상시키는 코팅으로 탄소 섬유의 제조에 사용되는 물질을 총체적으로 언급한다. 일부 실시예에서, 탄소 섬유 물질에 주입된 CNT가 사이징 작용제로 행동할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "매트릭스 물질(matrix material)"은 임의의 배향을 포함하여, 특별한 배향으로 사이즈화 된 CNT 주입 섬유 물질을 조직화하도록 기능할 수 있는 벌크(bulk) 물질을 언급한다. 이러한 매트릭스 물질은 CNT 주입 섬유 물질의 물리적 성질 및/또는 화학적 성질의 일부 측면을 매트릭스 물질로 제공함에 의하여 CNT 주입 섬유 물질의 존재에 대한 혜택을 얻을 수 있다. EMI 차폐 적용에서, 섬유 물질에 결합된 매트릭스 물질은, 매트릭스만을 CNT와 단순히 혼합해서 얻을 수 있는 것보다, 향상된 CNT 밀도 및 제어된 CNT 배향을 제공한다. CNT 주입 섬유 물질의 밀도 및 "패킹(packing)"은 투과 경로를 제공하며, 투과 경로는 흡수된 전자기 방사선을 더 효과적으로 방출하고, 효과적인 반사를 제공하는 수단을 제공함으로써 EMI 차폐 효과를 향상시킨다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "물질 체류 시간(material residence time)"은 본원에서 설명되는 CNT 주입 공정 동안 감을 수 있는 차원의 섬유 물질이 CNT 성장 조건에 노출되는 분리 지점에서 시간의 양을 언급한다. 이러한 정의는 다중 CNT 성장 챔버를 사용할 때 체류 시간을 포함한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "선속도(linespeed)"는 본원에서 설명되는 CNT 주입 공정을 통해서 감을 수 있는 차원의 섬유 물질이 공급될 수 있는 속도를 언급하며, 선속도는 CNT 챔버(들) 길이를 물질 체류 시간으로 나누어서 결정되는 속도이다.
일부 실시예에서, 본 발명은 매트릭스 물질의 적어도 일부에 배치된 탄소 나노튜브(CNT) 주입 섬유 물질을 포함하는 EMI 차폐 복합재를 제공한다. 복합재는 약 0.01 MHz 내지 약 18 GHz의 주파수 범위에서, EM 방사선을 흡수하거나 반사할 수 있다. EMI 차폐 능력은 전자기 간섭(EMI) 차폐 효과(shielding effective, SE)로서 측정될 수 있고, 약 40 dB 내지 약 130 dB의 범위일 수 있다. 예를 들어, 도 17에서는, HF-밴드, VHF-밴드 및 UHF-밴드에 대하여, 증가하는 CNT 중량%는, 복합재의 거의 20%의 CNT 중량%에서, 40 dB 만큼 낮은 것부터 70 dB 만큼 높은 것까지 EMI SE를 향상시킨다. 도 17에 따르면, LF-밴드의 EMI SE는 CNT 중량%를 증가시키는 것에 의하여 일반적으로 크게 영향을 받지 않으며, 75 dB 근처에 일정하게 남아 있다. 도 18과 관련하여, L 밴드 EMI SE는 또한 EMI SE의 약 60 dB을 일관되게 제공하는 CNT의 존재에 상대적으로 일정하다. EMI SE가 1 CNT 중량%에서 70 dB 내지 20 CNT 중량%에서 90 dB 처럼 높은 범위일 수 있기 때문에, S 밴드 및 C 밴드는 거의 동일한 반응을 가진다. 결과적으로, X 밴드 및 K 밴드의 EMI SE는 1 CNT 중량% 만큼 적은 결과로는 60 dB EMI SE 및 20 CNT 중량% 만큼 높은 결과로는 120 dB 내지 130 dB의 EMI SE로 유사한 반응을 나타낸다. 이러한 차폐 물질은 단지 예시이다. 예를 들어, CNT 주입 섬유 물질의 다중층을 사용하여 추가의 차폐 효과를 얻을 수 있고, CNT 주입 섬유 물질의 흡수성 또는 반사성을 변경하는 조합을 통하여, CNT 밀도, 길이 및 배향이 변경되어서 차폐 효과를 조정할 수 있다는 것을 당업자는 인식할 수 있을 것이다.
또한, SE가 EM 방사선 주파수의 함수라는 것을 당업자는 인식할 것이다. 따라서, 2 GHz에서 SE는 18 GHz에서 SE와 다를 수 있다. EMI 차폐와 관련된 적용에서, EM 방사선을 흡수하거나 반사하는 것이 바람직하다는 것을 당업자는 인식할 것이다. 대조적으로, 예를 들어, 스텔스 적용에서 시그니처 제어(signature control)를 위한 레이더 흡수에서는, EM 방사선을 흡수 및/또는 투과하는 물질을 제조하는 것이 바람직하다. 역학적인 입장에서, EMI 차폐 적용 및 레이더 흡수 적용 양자 모두는 CNT 주입 섬유 물질의 존재에 의해 제공된 임의의 흡수 특성으로부터 혜택을 받는다. 흡수되지 않은 방사선의 투과율 또는 반사율은 예를 들어, 벌크 매트릭스의 고유한 성질과 같은 다른 매개변수에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 섬유 물질에서의 최대 CNT 적재는 EMI 차폐 적용에 특히 유용한 반사 금속과 같이 행동하는 복합재를 제공할 수 있다.
EMI 차폐 복합재는 CNT 주입 섬유 물질를 포함하고, CNT 주입 섬유 물질은 토우(tow), 로빙(roving), 직물 등과 같은 섬유 물질의 "연속적인(continuous)" 또는 "감을 수 있는(spoolable)" 길이에서 CNT를 주입함에 의해 전형적으로 구성된다. 따라서, SE 및 EM 방사선 흡수 능력은 예를 들면, CNT 길이, CNT 밀도 및 CNT 배향에 따라 변화할 수 있다. CNT 주입 섬유 물질이 제조되는 공정은 잘 제어된 흡수 및 반사 능력을 가지는 EMI 차폐 복합재가 구성될 수 있게 한다. 섬유 물질에서 CNT 길이 및 배향은 이하에서 기술되는 CNT 성장 공정에서 제어된다. 성장 공정에서 섬유에 대한 CNT 배향은 섬유 축에 대하여 일반적으로 방사상으로 성장되는 CNT를 제공한다. 섬유에 주입된 CNT의 포스트 성장 재배향(post-growth reorienting)은 기계적 수단 또는 화학적 수단에 의하거나 전기장의 사용에 의해 달성될 수 있다. 일부 이러한 실시예에서는, CNT는 섬유 축을 따라 놓이도록 재배향될 수 있다. 복합재에서 CNT의 상대적인 배향은 CNT 주입 섬유를 향하게 하는 복합재 제조 공정에 의해 번갈아 가며 제어된다.
본원의 EMI 차폐 복합재는 하나 이상의 EM 방사선 주파수 밴드를 흡수 및/또는 반사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, CNT 주입 섬유의 단일한 감을 수 있는(spoolable) 길이는 단일한 감을 수 있는 길이의 다른 단면을 따라 다른 CNT 길이 및 CNT 배향을 가지도록 제공되어서, 다른 EM 방사선 주파수 밴드의 흡수 및 또는 반사를 최대화할 수 있다. 대안적으로, 다른 CNT 길이 및 배향을 가지는 섬유 물질의 다양한 감을 수 있는 길이는 동일한 효과를 위해 복합재에 배치될 수 있다. 양쪽 전략 모두 다른 EM 방사선 흡수 및 또는 반사 특징을 복합재 내의 층에 제공한다. 또한, CNT를 위한 다양한 배향은, 복합재에 다른 입사각으로 충돌하는 다양한 EM 방사선 소스로부터, EMI 차폐 복합재가 전자기 방사선을 흡수 및/또는 반사할 수 있게 한다.
CNT 주입 섬유 물질의 임의의 일 특정부는, EM 방사선의 단일한 파장에서 조차, EM 흡수 및 반사 특징을 나타낼 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다. 따라서, 주어진 CNT 주입 섬유 물질의 EM 차폐 효과는 EM 방사선을 흡수 및 반사하는 그것의 조합된 능력을 나타내고, 이것은 단지 흡수 물질 또는 반사 물질일 필요는 없다. 다층(multi-layered) 구조물의 환경에서, 다른 층은 반사가 우세하도록 고안될 수 있는 반면에, 나머지 층은 흡수가 우세하도록 고안될 수 있다.
복합재 구조에서 CNT의 패킹은 투과 경로를 제공하여, 임의의 흡수된 EM 방사선의 에너지를 방출할 수 있다. 이론에 의해 한정되지 않고, 이것은 도 7 내지 9에 예시된 바와 같이, CNT 대 CNT 점 접촉 또는 CNT 대 CNT 상호 교차(interdigitation)의 결과일 수 있다. 일부 실시예에서, CNT에서 임의의 흡수된 EM 에너지는 컴퓨터 시스템과 통합될 수 있는 전기 신호로 변환되어서, 패널과 같은 EMI 차폐 복합재를 결합하는 물품의 배향을 조절하고, EM 방사선 전송 소스에 반응하여 또는 예를 들어 탐지 적용에서 반사된 EM 신호로, EM 방사선 흡수를 최대화할 수 있다. 유사하게, EM 방사선을 반사하는 능력은 또한 CNT 밀도 및 배향에 따를 수 있다. 예를 들면, 약 1% 이상을 포함하여, 높은 CNT 밀도에서, CNT는 부분적으로 EM 방사선을 반사하는 금속으로 행동할 수 있다.
일부 실시예에서, EMI 차폐 복합재는 스텔스 적용에서 사용을 위해 전체 물품의 통합부 또는 구성물로서 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, EMI 차폐 특징은 흡수 메커니즘은 우세하지만, 반사 메커니즘은 최소로 제공될 수 있다. 일부 이러한 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질에서 CNT 밀도는 공기의 굴절률에 가까운 굴절률을 가지는 물질을 제공하여, 반사율을 최소화하고 EM 방사선 흡수를 최대화하도록 조정될 수 있다.
EMI 차폐 CNT 주입 섬유 물질은 전체 복합재 구성의 일부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 복합재 구조물은 EM 방사선을 흡수 및/또는 반사하도록 CNT 주입 섬유 물질을 결합하는 표면인 "스킨(skin)"을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, EMI 차폐 복합재는 또 다른 복합재 또는 다른 물품의 이미 존재하는 표면에서 코팅재로 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 코팅재는 섬유의 긴 길이를 사용하여, 종래의 코팅재에서 발생할 수 있었던 갈라짐(chipping) 등을 방지하도록 도울 수 있다. 또한, 코팅재로 사용될 때, EMI 차폐 복합재를 더 보호하기 위하여 오버코팅재(overcoating)가 사용될 수 있다. 또한, 코팅재로 사용될 때, CNT 주입 섬유 복합재의 매트릭스는 전체 구조물의 벌크 매트릭스와 매우 일치하거나 동일하여서, 코팅재와 구조물 사이의 우수한 결합을 제공할 수 있다.
EMI 차폐 복합재의 CNT 주입 섬유 물질은, 주입된 CNT 부분이 실질적으로 균일한 길이가 되도록 제공된다. 이것은 큰 단면적에 걸쳐 신뢰할 수 있는 흡수 특징을 가지는 전체 복합재 생성물을 제공한다. CNT 주입 섬유 물질의 제조를 위해, 본원에서 기술된 연속적인 공정에서, CNT 성장 챔버에서의 섬유 물질의 체류 시간은 CNT 성장 및 궁극적으로는 CNT 길이를 제어하도록 조절될 수 있다. 이것은 성장된 CNT의 특별한 성질을 제어하는 수단을 제공한다. CNT 길이는 또한 탄소 공급원료와 운반 기체의 유속 및 반응 온도의 조절을 통해서도 제어될 수 있다. CNT 특징의 추가적인 제어는, 예를 들어, CNT를 제조하기 위해 사용된 촉매의 크기를 제어해서 얻을 수 있다. 예를 들어, 1 nm의 전이 금속 나노입자 촉매는 특히 SWNT를 제공하도록 사용될 수 있다. 더 큰 촉매는 MWNT를 우세하게 제조하는데 사용될 수 있다.
또한, 사용된 CNT 성장 공정은 섬유 물질에 균일하게 분포된 CNT를 가지고 CNT 주입 섬유 물질을 제공하는데 유용하여, 미리 형성된 CNT가 용매 용액에서 부유하거나 분산되는 공정 및 섬유 물질에 수동으로 적용되는 공정에서 발생할 수 있는 CNT의 번들링(bundling) 또는 집적(aggregation)을 피할 수 있다. 이러한 집적된 CNT는 섬유 물질에 약하게 접착되는 경향이 있고, 접착되더라도, 특징적인 CNT 성질을 약하게 나타낸다. 일부 실시예에서, 퍼센트 범위로 표현되는 최대 분포 밀도, 다시 말해서 커버되는 섬유의 표면적은 5개의 벽을 가지는 약 8 nm 직경의 CNT를 가정할 때, 약 55% 만큼 높을 수 있다. 이러한 범위는 CNT 내부 공간을 "충전가능한(fillable)" 공간으로 고려해서 계산될 수 있다. 변화하는 분포/밀도 값은 기체 조성물 및 공정 속도를 제어하는 것 이외에 표면에서 촉매 분산을 변화시켜서 얻을 수 있다. 전형적으로, 주어진 파라미터의 셋트에 대해서, 섬유 표면에 걸쳐서 약 10% 내의 퍼센트 범위가 얻어질 수 있다. 더 높은 밀도 및 더 짧은 CNT는 역학적 성질을 향상시키는데 유용할 수 있지만, 비록 증가된 밀도가 여전히 바람직하더라도, 더 낮은 밀도를 가지는 더 긴 CNT는 열적 특성 및 전기적 특성을 향상시키는데 유용하다. 더 긴 CNT가 성장될 때, 더 낮은 밀도로 될 수 있다. 이것은 더 낮은 촉매 입자 수율을 가져오는 더 높은 온도 및 더 빠른 성장의 결과일 수 있다.
섬유 물질에 주입하는데 유용한 CNT는 단일벽 CNT(single-walled CNT), 이중벽 CNT(double-walled CNT), 다중벽 CNT(multi-walled CNT), 및 이들의 조합을 포함한다. 사용되는 정확한 CNT의 양은 EMI 차폐 복합재의 말단 용도 적용(end-use application)에 따른다. CNT는 EMI 차폐 및 레이더 흡수 이외에, 열전도성 적용 및/또는 전기전도성 적용에 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, CNT 주입 탄소 나노튜브는 단일벽 나노튜브(single-wall nanotube)이다. 일부 실시예에서, CNT 주입 탄소 나노튜브는 다중벽 나노튜브(multi-wall nanotube)이다. 일부 실시예에서, CNT 주입 탄소 나노튜브는 단일벽 나노튜브와 다중벽 나노튜브의 조합이다. 섬유의 일부 말단에 사용을 위해 하나 또는 다른 종류의 나노튜브의 합성에서, 단일벽 및 다중벽 나노튜브의 특징적인 성질에서 약간의 차이가 있다. 예를 들어, 단일벽 나노튜브는 반도체 또는 세라믹일 수 있으나, 다중벽 나노튜브는 금속이다. 따라서, 예를 들어, 흡수된 EM 방사선이 컴퓨터 시스템과 통합될 수 있는 전기적 신호로 변환된다면, CNT 종류를 제어하는 것이 바람직할 수 있다.
CNT는 기계적 강도, 적당하게 낮은 전기저항성, 높은 열전도성 등과 같은 특징적인 성질을 CNT 주입 섬유 물질에 제공한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 탄소 나노튜브 주입된 탄소 섬유 물질의 전기 저항성은 모 섬유 물질(parent fiber material) 단독의 전기 저항성보다 낮다. 더 일반적으로, 최종적인 CNT 주입 섬유가 이러한 특징을 나타내는 정도는 탄소 나노튜브에 대한 탄소 섬유 범위의 크기 및 밀도의 함수이다. 또한, 이러한 성질은 탄소 나노튜브가 결합되는 전체 EMI 차폐 복합체로 전달될 수 있다. 8nm 직경, 5개의 벽을 가진 MWNT(다시, 이러한 계산은 채워질 수 있는 CNT 내부의 공간을 계산함)를 가정할 때, 섬유 표면적의 어느 양은 섬유의 0 내지 55%가 커버될 수 있다. 이러한 수치는 더 작은 직경의 CNT에 대해서는 더 낮고 더 큰 직경의 CNT에 대해서는 더 크다. 55%의 표면적 범위는 약 15,000 CNT/micron2과 동등하다. 추가적인 CNT 성질은 CNT 길이에 의존하는 방법으로 탄소 섬유 물질에 제공될 수 있다. 주입된 CNT는 약 1 마이크론(micron) 내지 약 500 마이크론 범위의 길이로 변할 수 있으며, 1 마이크론, 2 마이크론, 3 마이크론, 4 마이크론, 5 마이크론, 6 마이크론, 7 마이크론, 8 마이크론, 9 마이크론, 10 마이크론, 15 마이크론, 20 마이크론, 25 마이크론, 30 마이크론, 35 마이크론, 40 마이크론, 45 마이크론, 50 마이크론, 60 마이크론, 70 마이크론, 80 마이크론, 90 마이크론, 100 마이크론, 150 마이크론, 200 마이크론, 250 마이크론, 300 마이크론, 350 마이크론, 400 마이크론, 450 마이크론, 500 마이크론, 및 그 사이의 모든 값을 포함할 수 있다. 또한, CNT는 길이에서 약 1 마이크론 보다 작을 수 있고, 예를 들어, 약 0.5 마이크론을 포함할 수 있다. 또한, CNT는 약 500 마이크론보다 클 수 있고, 예를 들어, 510 마이크론, 520 마이크론, 550 마이크론, 600 마이크론, 700 마이크론, 및 그 사이의 모든 값을 포함할 수 있다. EMI 차폐 적용을 위하여, CNT는 약 100 nm 내지 약 25 마이크론의 길이로 변할 수 있다. 온전히 EMI 차폐 적용을 위해서, CNT는 약 100 nm 내지 500 ㎛의 길이로 변할 수 있다. 본원의 EM 차폐 복합재는 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 길이를 가지는 CNT와 결합할 수 있다. 이러한 CNT 길이는 또한 전단 강도를 증가시키기 위한 적용에 유용할 수 있다. 또한, CNT는 약 5 내지 약 70 마이크론의 길이를 가질 수 있다. CNT가 섬유 방향으로 정렬된다면, 이러한 CNT 길이는 증가된 인장 강도를 위한 적용에 유용할 수 있다. 또한, CNT는 약 10 마이크론 내지 약 100 마이크론의 길이를 가질 수 있다. 이러한 CNT 길이는 역학적 성질 이외에 전기적/열적 특성을 증가시키는데 유용할 수 있다. 또한, CNT 주입을 위해 사용되는 공정은 약 100 마이크론 내지 약 500 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제공할 수 있고, 이것은 또한 레이더 흡수 및 EMI 차폐를 포함하여, 전기적 특성 및 열적 특성에 유리할 수 있다. 따라서, CNT 주입 섬유 물질은 다중 기능적이고, 전체 EMI 차폐 복합재의 많은 다른 성질을 향상시킬 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질의 감을 수 있는 길이를 포함하는 복합재는 다른 길이의 CNT를 포함하는 여러 가지 균일한 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, 균일하게 더 짧은 CNT 길이를 포함하는 CNT 주입 탄소 섬유 물질의 제 1 부분을 가져서 전단력 성질을 향상시키고, 균일하게 더 긴 CNT 길이를 포함하는 동일한 감을 수 있는 물질의 제 2 부분을 가져서 EMI 차폐 효과 및/또는 레이더 흡수 성질을 향상시키는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, CNT 주입 섬유 물질에서, 상기 언급된 바와 같이, 더 짧은 CNT를 포함하는 EMI 차폐 복합재의 적어도 일부를 제공함으로써, 역학적 향상이 얻어질 수 있다. 복합재는 EM 방사선 차폐를 위한 EMI 차폐 복합재의 표면에서 더 긴 CNT, 및 역학적인 강화를 위해 표면 아래에 배치된 더 짧은 CNT를 포함하는 스킨(skin)의 형태를 취할 수 있다. 변화하는 선속도 및 성장 온도와 짝을 이루는 탄소 공급원료 및 불활성 기체 유속의 조절하여 CNT 길이의 제어를 쉽게 획득할 수 있다. 이것은 섬유 물질의 같은 감을 수 있는 길이의 다른 영역에서 CNT 길이를 변화시킬 수 있거나, 다른 스풀(spool)이 사용되어서 다른 스풀이 복합재 구조의 적당한 부분에서 결합되게 할 수 있다.
본 발명의 EMI 차폐 복합재는 매트릭스 물질을 포함하여서 CNT 주입 섬유 물질을 가지는 복합재를 형성한다. 이러한 매트릭스 물질은, 예를 들어, 에폭시, 폴리에스테르, 비닐에스테르, 폴리에테르이미드, 폴리에테르케톤케톤, 폴리프탈이미드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 페놀 포름알데하이드, 및 비스말레이미드를 포함할 수 있다. 본 발명에서 유용한 매트릭스 물질은 어느 공지된 물질(멜 엠. 슈왈츠(Mel M. Schwartz), 복합재 핸드북(Composite Material Handbook)(1992년 제 2 판) 참조)을 포함할 수 있다. 더 일반적으로, 매트릭스 물질은 열경화성 수지(폴리머) 및 열가소성 수지(폴리머), 금속, 세라믹, 및 시멘트(cement)를 포함할 수 있다.
매트릭스 물질로서 유용한 열경화성 수지는 프탈릭(phthalic)/마에릭(maelic) 종류의 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 에폭시, 페놀, 시아네이트, 비스말레이미드(bismaleimides), 및 나딕이 말단에 캡핑된 폴리이미드(nadic end-capped polyimide)(예를 들어, PMR-15)를 포함한다. 열가소성 수지는 폴리설폰, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리페닐린 옥사이드, 폴리설파이드, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리에테르 설폰, 폴리아미드-이미드, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 및 액체 결정 폴리에스테르를 포함한다.
매트릭스 물질로 유용한 금속은 알루미늄 6061, 2024, 및 713 알루미늄 브레이즈(braze)와 같은 알루미늄 합금을 포함한다. 매트릭스 물질로 유용한 세라믹은 리튬 알루미노실리케이트(lithium aluminosilicate)와 같은 탄소 세라믹, 알루미나 및 멀라이트(mullite)와 같은 산화물, 실리콘 니트라이드(silicon nitride)와 같은 질화물, 및 실리콘 카바이드와 같은 탄화물을 포함한다. 매트릭스 물질로 유용한 시멘트는 탄화물-기반의 서멧(cermet)(텅스텐 카바이드, 크롬 카바이드, 및 티타늄 카바이드), 내화 시멘트(텅스텐-토리아(thoria) 및 바륨-카보네이트-니켈), 크롬-알루미나, 니켈-마그네시아 철-지르코늄 카바이드를 포함한다. 상기 기재된 매트릭스 물질의 어느 것은 단독으로 또는 조합해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 추력 벡터 표면(thrust vector surface), 또는 고온 적용에서 사용되는 전자 박스(electronic box)와 같은 EMI 차폐 특징을 사용하는 다른 고온 적용에서, 세라믹 또는 금속 매트릭스 복합재가 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, EMI 차폐 복합재는 복수의 전이 금속 나노입자를 더 포함할 수 있다. 이러한 전이 금속 나노입자는 일부 실시예에서 CNT 성장 절차의 잠재적 촉매로 존재할 수 있다. 이론에 한정됨이 없이, CNT 형성 촉매로 작용하는 전이 금속 NP는 CNT 성장 시드(seed) 구조물을 형성함으로써 CNT 성장을 촉진할 수 있다. CNT 형성 촉매는 섬유 물질의 베이스부에 남아서, 존재한다면 임의의 장벽 코팅에 의해 갇히고(장벽 코팅 존재는 사용된 섬유 물질 종류에 의존하고, 일반적으로는 예를 들어 탄소 섬유 및 금속 섬유를 위해 사용됨), 섬유 물질의 표면으로 주입된다. 이러한 경우, 전이 금속 나노입자 촉매에 의해 최초로 형성된 시드 구조물은, 기술 분야에서 종종 관찰되는 바와 같이, 촉매가 CNT 성장의 리딩 에지(leading edge)를 따라서 이동함이 없이, 연속되는 비 촉매 시드된 CNT 성장을 위해 충분하다. 이러한 경우, NP는 섬유 물질에 CNT의 접착점으로 기능한다. 또한, 장벽 코팅의 존재는 CNT 주입을 위한 추가의 간접적인 결합 모티프(bonding motif)를 제공할 수 있다. 예를 들어, CNT 형성 촉매는, 상기에서 설명된 바와 같이 섬유 물질과 표면 접촉은 아닌, 장벽 코팅으로 갇힐 수 있다. 이러한 경우, 장벽 코팅을 가지는 적재된 구조물은 CNT 형성 촉매와 섬유 물질 생성물의 사이에 배치된다. 양쪽 경우에서, 형성된 CNT는 섬유 물질로 주입된다. 일부 실시예에서, 일부 장벽 코팅은 CNT 성장 촉매가 성장하는 나노튜브의 리딩 에지를 따르도록 할 것이다. 이러한 경우에, 이것은 결과적으로 CNT가 섬유 물질, 또는 임의적으로 장벽코팅에 직접 결합되게 할 수 있다. 탄소 나노튜브와 섬유 물질 사이에 형성된 실제 결합 모티프의 성질과 무관하게, 주입된 CNT는 견고하고, CNT 주입 섬유 물질이 탄소 나노튜브 성질 및/또는 특징을 나타내게 할 수 있다.
장벽 코팅이 없는 경우, 잠재 CNT 성장 입자는 탄소 나노튜브의 베이스부(base), 나노튜브의 끝부(tip), 그 사이의 어느 곳, 및 이들의 조합된 곳에서 나타날 수 있다. 또한, 섬유 물질에 CNT의 주입은 중계 전이 금속 나노입자를 통해서 직접 또는 간접적으로 될 수 있다. 일부 실시예에서, 잠재 CNT 성장 촉매는 철 나노입자를 포함한다. 이것은, 예를 들어 영가(zero valent) 철, 철(Ⅱ), 철(Ⅲ), 및 이들의 혼합물을 포함하는 산화 상태를 변화시킬 수 있다. CNT 성장으로부터 잠재 철 기반의 나노입자의 존재는 전체 복합재의 EMI 차폐 특징을 더 보조할 수 있다.
일부 실시예에서, CNT 주입 섬유는 성장 이후, 철, 페라이트(ferrite), 또는 철 기반의 나노입자 용액을 통과할 수 있다. CNT는 EMI 차폐를 추가로 도울 수 있는 대량의 철 나노입자를 흡수할 수 있다. 따라서 이러한 추가적인 공정 단계는 향상된 EM 방사선 흡수를 위한 보충적인 철 나노입자를 제공한다.
본 발명의 EMI 차폐 복합재는 레이더 주파수 밴드의 스펙트럼을 포함하여, 넓은 스펙트럼에 걸쳐 EM 방사선을 흡수 및/반사할 수 있다. 일부 실시예에서, 복합재는 고주파수 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있다. 고주파수(high frequency, HF) 레이더 밴드는 약 3 내지 약 30 MHz (10 내지 100 m)의 범위에서 주파수를 가진다. 이러한 레이더 밴드는 해안(coastal) 레이더 및 초지평선(over-the-horizon, OTH) 레이더 적용에 유용하다. 일부 실시예에서, 복합재는 P-밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있다. 이것은 약 300 MHz보다 작은 레이더 주파수를 포함한다. 일부 실시예에서, 복합재는 초단파(very high frequency, VHF) 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있다. VHF 레이더 밴드는 약 30 내지 약 330 MHz 범위의 주파수를 가진다. VHF 밴드는 지표 투과(ground penetrating) 적용을 포함하는 매우 긴 범위의 적용에 유용하다. 일부 실시예에서, 복합재는 극초단파(ultra high frequency, UHF)에서 레이더를 흡수할 수 있다. UHF 밴드는 약 300 내지 약 1000 MHz 범위의 주파수를 포함한다. UHF 밴드의 적용은 탄도 미사일 조기 경보 시스템(ballistic missile early warning system), 지표 투과 및 잎 투과 적용(ground penetrating and foliage penetrating application)과 같은 매우 긴 범위의 적용을 포함한다. 일부 실시예에서, 복합재는 L(long) 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있다. L 밴드는 약 1 내지 약 2 GHz 범위의 주파수를 포함한다. L 밴드는, 예를 들어, 항공교통관제 및 감시를 포함하는 긴 범위의 적용에 유용할 수 있다. 일부 실시예에서, 복합재는 S(short) 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있다. S 밴드는 약 2 내지 약 4 GHz 범위의 주파수를 포함한다. S 밴드는 터미널 항공교통관제, 장기 일기예보, 및 선박용(marine) 레이더와 같은 적용에 유용하다. 일부 실시예에서, 복합재는 C 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있으며, C 밴드는 약 4 내지 8 GHz 범위의 주파수를 가진다. C 밴드는 위성 응답기(satellite transponder) 및 일기예보 적용에 유용하다. 일부 실시예에서, 복합재는 X 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있고, X 밴드는 약 8 내지 약 12 GHz 범위의 주파수를 가진다. X 밴드는, 예를 들어, 미사일 유도(missile guidance), 선박용 레이더, 일기예보, 중해상도 지도제작(medium-resolution mapping) 및 지표 투과와 같은 적용에 유용하다. 일부 실시예에서, 복합재는 K 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있고, K 밴드는 약 12 내지 약 18 GHz 범위의 주파수를 포함한다. K 밴드는 기상학자들에 의한 구름 탐지에 사용될 수 있고, 경찰이 K 밴드 레이더 건을 사용하여 속도위반 운전자를 탐지하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 복합재는 Ka 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있고, Ka 밴드는 약 24 내지 40 GHz 범위의 주파수를 포함한다. Ka 밴드는 교통 신호에서 트리거 카메라(trigger camera)에 사용되는 것과 같은 포토 레이더(photo radar)에 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 복합재는 약 40 내지 약 300 GHz의 광범위한 mm (milimeter) 밴드에서 레이더를 흡수 및/또는 반사할 수 있다. mm 밴드는 군용 통신(military communication)에 사용되는 약 40 내지 약 60 GHz의 Q 밴드, 대기 산소에 의해 강하게 흡수되는 약 50 내지 약 75 GHz의 V 밴드, 실험적인 자율 주행차(experimental autonomous vehicle)를 위한 비주얼 센서(visual senor), 고해상도 기상 관측, 및 영상에 사용되는 약 75 내지 약 110 GHz의 W 밴드, 및 벽 통과(through-the-wall) 레이더 및 영상 시스템을 위해 사용되는 약 1.6 내지 10.5 GHz의 UWB 밴드를 포함한다.
일부 실시예에서, 복합재는 K 밴드에서 약 90 dB 내지 약 110 dB 사이의 SE를 가진다. 일부 실시예에서, 복합재는 X 밴드에서 약 90 dB 내지 약 100 dB 사이 SE를 가진다. 일부 실시예에서, 복합재는 C 밴드에서 약 80 dB 내지 약 90 dB 사이 SE를 가진다. 일부 실시예에서, 복합재는 S 밴드에서 약 70 dB 내지 약 80 dB 사이 SE를 가진다. 일부 실시예에서, 복합재는 L 밴드에사 액 50 dB 내지 약 60 dB 사이 SE를 가진다. 도 15 내지 18은 본 발명에 따른 EMI 차폐 적용을 위해 구성된 예시적인 패널에 대한 EMI 차폐 결과를 나타낸다. 예를 들어, 패널(220)(도 15)은 0.1 MHz 내지 18 GHz의 범위로 측정되었다.
상술된 바와 같이, 차폐 효과(SE)는 본 발명의 EMI 차페 복합재의 EM 방사선 흡수 및/또는 반사 능력을 확인하는 일 수단이다. SE는 EM 흡수 및/또는 반사 물질에 의한 전자기장의 감소 정도를 측정한다. SE는 차폐전 전자기 신호의 강도와 차페후 전자기 신호의 강도 사이의 차이이다. 감소(attenuation)/SE는 데시빌(dB)로 측정되고, 데시빌은 흡수/반사 물질이 존재할 때의 전자기장 강도와 흡수/반사 물질이 부존재할 때의 전자기장 강도 사이의 비율에 해당한다. 신호의 세기 또는 진폭에서 감소는 일반적으로 거리의 지수(exponential)이지만, 데시빌 범위는 대수 눈금(logarithmic scale)을 따른다. 따라서, 50 dB의 감소 등급은 40 dB의 감소 등급의 10배의 차폐 강도를 나타낸다. 일반적으로, 약 10 dB 내지 30 dB의 차폐 범위는 낮은 차폐 수준을 제공한다. 60 dB 내지 90 dB의 차폐는 높은 차폐 수준으로 고려되지만, 90 dB 내지 120 dB의 차폐는 "예외적인 것"으로 고려된다.
EMI 차폐를 위한 감소 수준을 결정하는 것은 특정한 차폐 적용에 따를 수 있지만, 차폐 강도를 시험하는 일반적인 기술은 오픈 필드 시험(open field test), 동축 전송선 시험(coaxial transmission test), 차폐된 상지 시험(shielded box test) 및 차폐된 방 시험(shielded room test)를 포함한다. 오픈 필드 시험은 전자 장치를 위한 일반적인 사용 조건에 가능한 가깝도록 고안된다. 시험 설비 이외에는 금속 물질을 전혀 포함하지 않는 영역에서, 장치로부터 변하는 거리에 안테나가 배치된다. 이것은 일반적으로 오픈 사이트(open site)에서 발생하여, 방사된 필드 강도(radiated field strength) 및 전도성 방출(conductive emission)의 자유로운 공간 측정을 가능하게 한다. 결과는 노이즈 수준의 미터로 기록되고, 이것은 제조된 EMI의 수준을 탐지한다. 오픈 필드 시험은 전형적으로 완성된 전자 제품을 위해 사용된다.
등축 전송선 시험은 전자기파 방사선의 평면파 필드를 측정하여, 평면 물질의 차폐 효과를 측정하는 방법이고, 이것은 일반적으로 비교 시험을 위해 사용된다. 참고 시험 장치는 특별한 홀딩 유닛(holding unit)에 배치되고, 그것이 다양한 주파수에서 받은 전압이 기록된다. 그 다음, 첫번째 대상은 시험의 동일한 연속을 경험하는 로드 장치에 의해 대체된다. 참고 장치와 로드 장치 사이의 비교는 차폐 물질이 존재할 때 받은 전력과 차폐 물질이 존재하지 않을 때 받은 전력 사이의 비율로 나타난다. 전도성 코팅된 차폐 유닛은 상자의 개구(opening)에 걸쳐서 배치되고, 투과되고 수신된 모든 방출이 측정된다. 상자의 내부와 외부 모두로부터 전자기 신호가 기록되고, 차폐 효과를 나타내는 신호 사이의 비율과 비교된다.
일부 실시예에서, 어느 영역에서의 주변 노이즈의 양을 감소시키는 것은 도전적일 수 있다. 이러한 환경에서, 차폐된 방 시험이 사용될 수 있다. 이 시험은 전형적으로 적어도 2개의 차폐된 방을 포함하고, 차폐된 방 사이에 벽을 가지며, 센서가 작동될 수 있다. 시험 장치 및 시험 장비는 하나의 방에 배치하고, 센서는 다른 방에 배치한다. 차폐 리드(shielding lead)가 포함되어서, 외부 신호에 의해 기인된 오차를 측정할 가능성을 감소시킨다. 차폐 방 시험은 장치의 민감성을 평가하는데 아주 적합하다.
일부 실시예에서, 차폐 효과를 확인하는 시험 방법은 변형된 개방 참조 기술을 사용하는 IEEE-STD-299로 제시된 표준화된 방법일 수 있다. 구분된 챔버의 일부는 EM 전송 소스를 제공하고, 구분된 챔버의 다른 부분에서는 수신된 장비를 제공하는 것으로 시험이 수행된다.
일부 실시예에서, 복합재는 EM 방사선 차폐 복합재의 약 1 중량% 내지 7 중량% 범위로 존재하는 CNT를 포함한다. 일부 실시예에서, CNT 로딩(loading)은 EMI 차폐 복합재의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%일 수 있다. 일부 실시예에서, EMI 차폐 복합재에서 CNT 로딩은 EMI 차폐 복합재의 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량%, 12 중량%, 13 중량%, 14 중량%, 15 중량%, 16 중량%, 17 중량%, 18 중량%, 19 중량%, 및 20 중량%일 수 있고, 이러한 값 사이에 있는 어느 부분을 포함한다. 또한, EMI 차폐 복합재에서 CNT 로딩은 1% 이하일 수 있고, 예를 들어 약 0.1% 내지 약 1%를 포함할 수 있다. 또한, EMI 차폐 복합재에서 CNT 로딩은 20% 이상일 수 있고, 예를 들어, 25%, 30%, 40% 등 내지 약 50% 및 이 사이의 모든 값을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, EMI 차폐 복합재는 탄소 나노튜브(CNT) 주입된 탄소 섬유 물질을 포함한다. CNT 주입 탄소 섬유 물질은 감을 수 있는 차원의 탄소 섬유 물질, 탄소 섬유 물질에 따라서 배치되는 장벽 코팅, 및 탄소 섬유 물질에 주입된 탄소 나노튜브(CNT)를 포함한다. 탄소 섬유 물질에 CNT의 주입은 탄소 섬유 물질에 각각의 CNT의 직접적 결합 또는 전이 금속 NP, 장벽 코팅, 또는 양자 모두를 통한 간접적 결합의 결합 모티프를 포함할 수 있다.
본 발명의 CNT 주입 탄소 섬유 물질은 장벽 코팅을 포함할 수 있다. 장벽 코팅은, 예를 들어 알콕시실란, 메틸실록산, 알루목산(alumoxane), 알루미나 나노입자, 유리의 스핀 및 유리 나노입자를 포함할 수 있다. CNT 형성 촉매는 경화되지 않은 장벽 코팅 물질에 첨가되어서 탄소 섬유 물질과 함께 적용될 수 있다. 다른 실시예에서, 장벽 코팅 물질은 CNT 형성 촉매의 배치 이전에 탄소 섬유 물질로 첨가될 수 있다. 장벽 코팅 물질은 충분히 얇은 두께라서, 이어지는 CVD 성장을 위한 탄소 공급원료에 CNT 형성 촉매를 노출할 수 한다. 일부 실시예에서, 장벽 코팅의 두께는 CNT 형성 촉매의 효과적인 직경보다 작거나 거의 동일하다. 일부 실시예에서, 장벽 코팅의 두께는 약 10nm 내지 약 100nm의 범위이다. 또한, 장벽 코팅은 10nm 이하일 수 있고, 1nm, 2nm, 3nm, 4nm, 5nm, 6nm, 7nm, 8nm, 9nm, 10nm, 및 그 사이의 어느 값일 수 있다.
이론에 한정됨이 없이, 장벽 코팅은 탄소 섬유 물질과 CNT 사이의 중간층으로 작용할 수 있고, CNT 섬유 물질에 CNT의 역학적 주입을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 역학적 주입은 탄소 섬유 물질에 CNT의 성질을 전달하는 동안, 탄소 섬유 물질이 CNT를 조직화하는 플랫폼(platform)으로 작용하는 견고한 시스템을 제공한다. 또한, 장벽 코팅을 포함하는 장점은 중간체 보호이고, 이것은 습기에 노출로 인한 화학적 손상 및/또는 CNT 성장을 촉진하는데 사용되는 온도에서 탄소 섬유 물질의 가열로 인한 임의의 열적 손상으로부터 탄소 섬유 물질을 보호한다.
탄소 섬유 물질에서 CNT가 성장할 때, 반응 챔버에 존재할 수 있는 상승된 온도 및/또는 어느 나머지 산소 및/또는 습기는 탄소 섬유 물질을 손상시킬 수 있다. 또한, 탄소 섬유 물질 그 자체는 CNT 형성 촉매 자체와의 반응에 의해 손상될 수 있다. 이것은 CNT 합성을 위해 사용된 반응 온도에서 탄소 섬유 물질이 탄소 공급원료를 촉매로 작용하게 한다. 이러한 과잉 탄소는 탄소 공급원료 가스의 제어된 도입을 방해하고, 심지어 그것을 탄소로 오버로딩(overloading)하여 촉매를 독(poison)으로 작용하게 할 수 있다. 본 발명에서 사용된 장벽 코팅은 탄소 섬유 물질에서 CNT 합성이 용이하도록 고안된다. 이론에 제한됨이 없이, 코팅은 열 장벽을 열 분해기에 제공할 수 있고/있거나 상승된 온도의 환경에 탄소 섬유 물질의 노출을 억제하는 물리적 장벽일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 그것은 CNT 형성 촉매와 탄소 섬유 물질 사이의 표면 접촉을 최소화할 수 있고/있거나 CNT 성장 온도에서 CNT 형성 촉매에 탄소 섬유 물질의 노출을 감소시킬 수 있다.
섬유를 생성하는데 사용되는 전구체에 기초하여 카테고리를 나눈 3가지 종류의 탄소 섬유인, 레이온, 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN) 및 피치(Pitch)가 있고, 본 발명에서 임의의 것이 사용될 수 있다. 셀룰로오스 물질인 레이온 전구체로부터의 탄소 섬유는 약 20%의 비교적 낮은 탄소 함량을 가지고, 섬유는 낮은 강도(strength) 및 강성(stiffness)을 가질 수 있다. 폴리아크릴로니트릴(PAN) 전구체는 약 55%의 탄소 함량을 가지는 탄소 섬유를 제공한다. 일반적으로, PAN 전구체에 기초한 탄소 섬유는 표면 결함의 최소화로 인해 다른 탄소 섬유 전구체에 기초한 탄소 섬유보다 높은 인장 강도를 가진다.
또한, 석유 아스팔트(petroleum asphalt), 콜타르(coal tar), 및 폴리비닐 클로라이드에 기초한 피치 전구체가 탄소 섬유를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 비록 피치는 상대적으로 낮은 비용과 높은 탄소 수득이 가능하지만, 주어진 배치에서 비 균일성의 문제가 있을 수 있다.
일부 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질은 유리 섬유 물질을 포함한다. 상기 설명한 바와 같이, 비록 하나의 장벽 코팅이 임의적으로 사용될 수 있더라도, CNT 주입 유리 섬유 물질은 장벽 코팅을 통합할 필요가 없다. 유리 섬유 물질에 사용되는 유리 종류는, 예를 들어 E-유리, A-유리, E-CR-유리, C-유리, D-유리, R-유리 및 S-유리를 포함하는 어느 하나의 종류일 수 있다. E-유리는 1 중량% 이하의 알칼리 옥사이드를 함유하는 알루미노 보로실리케이트(alumino-borosilicate) 유리를 포함하고, 주로 유리 보강된 플라스틱에 사용된다. A-유리는 보론 옥사이드(boron oxide)를 거의 또는 전혀 함유하지 않는 알칼리 라임(lime) 유리를 포함한다. E-CR-유리는 1 중량% 이하의 알칼리 옥사이드를 함유하는 알루미노 라임 실리케이트(alumino-lime silicate)를 포함하고, 높은 산 저항성(acid resistance)을 가진다. C-유리는 높은 보론 옥사이드 함량을 가지는 알칼리 라임(alkali-lime) 유리를 포함하고, 예를 들어 유리 스테플(staple) 섬유에 사용된다. D-유리는 보로실리케이트 유리를 포함하고 높은 유전상수를 가진다. R-유리는 산화마그네슘(MgO) 및 산화칼슘(CaO)의 함유 없이 알루미노 실리케이트 유리를 포함하고 높은 역학적 강도를 가진다. S-유리는 산화칼슘(CaO)은 함유하지 않지만 높은 산화마그네슘(MgO) 함량을 가지는 알루미노 실리케이트 유리를 포함하고, 높은 인장 강도를 가진다. 하나 이상의 이러한 유리 종류는 상기 설명된 바와 같이 유리 섬유 물질에서 제조될 수 있다. 특별한 실시예에서, 유리는 E-유리이다. 다른 실시예에서, 유리는 S-유리이다.
일부 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질은 세라믹 섬유 물질을 포함한다. 세라믹 섬유 물질을 사용할 때, 유리와 같이, 장벽 코팅의 사용은 임의적이다. 세라믹 섬유 물질에 사용되는 세라믹 종류는, 예를 들어 알루미나(alumina) 및 지르코니아(zirconia)와 같은 산화물, 보론 카바이드(boron carbide) 실리콘 카바이드(silicon carbide) 및 텅스텐 카바이드(tungsten carbide)와 같은 탄화물, 보론 니트라이드(boron nitrade) 및 실리콘 니트라이드(silicon nitride)와 같은 질화물을 포함하는 어느 종류일 수 있다. 다른 세라믹 섬유 물질은, 예를 들어 보라이드(boride) 및 실리사이드(silicide)를 포함한다. 또한, 세라믹 섬유는 현무암(basalt) 섬유 물질을 포함할 수 있다. 세라믹 섬유 물질은 다른 섬유 종류를 가지는 복합재로 될 수 있다. 또한, 예를 들어, 유리 섬유를 결합하는 직물 유사 세라믹 섬유 물질을 발견하는 것이 일반적이다.
일부 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질은 금속 섬유 물질을 포함하지만, 다른 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질은 유기 섬유 물질을 포함한다. EMI 차폐 적용에서 임의의 섬유 물질이 사용될 수 있고, 정확한 섬유 물질의 선택은 전체 구조의 말단 적용에 따를 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다. 예를 들어, 고온 적용과 연결해서 사용되는 EMI 차폐를 위해서는 세라믹 섬유 물질이 사용될 수 있다.
CNT 주입 섬유 물질은 필라멘트, 얀, 토우, 테이프, 섬유 브레이드, 직조된 직물, 비-직조된 섬유 매트, 섬유 플라이, 및 다른 3차원 직조 구조물을 기반으로 하는 섬유 물질을 포함할 수 있다. 필라멘트는 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론 크기 범위의 직경을 가지는 고 형상비 섬유를 포함한다. 일반적으로, 섬유 토우는 필라멘트의 다발과 촘촘하게 결합되고 함께 꼬여서 얀을 형성한다.
얀은 꼬여진 필라멘트의 다발과 인접하게 결합된다. 얀에서 각 필라멘트의 직경은 비교적 균일하다. 얀은 1000 선 미터(linear meter)에 대한 그람의 중량으로 표현되는 '텍스(tex), 또는 10,000 야드(yard)에 대한 파운드의 중량으로 표현되는 데니어(denier)에 의해 정의되는 변하는 중량을 가지며, 비록 그 값은 사용되는 정확한 섬유 물질에 따라 다르지만, 일반적으로, 전형적인 텍스 범위는 약 200 tex 내지 약 2000 tex이다.
토우는 꼬이지 않은 필라멘트의 느슨하게 결합된 다발을 포함한다. 얀에서와 같이, 일반적으로, 토우에서 필라멘트 직경은 균일하다. 또한, 토우는 다양한 중량을 가지며, 일반적으로 약 200 tex 내지 2000 tex의 범위이다. 토우는 종종 토우에서의 수많은 필라멘트의 수, 예를 들어 12K 토우, 24K 토우, 48 K 토우 등으로 특징된다. 또한, 이러한 값은 사용되는 섬유 물질의 종류에 따라 다양하다.
테이프는 직물로 조립될 수 있거나 비직조된 평평한 토우일 수 있다. 테이프는 넓이가 다양하고, 일반적으로 리본과 유사한 양면 구조이다. 본 발명의 공정은 테이프의 일면 또는 양면에 CNT 주입과 양립가능하다. CNT 주입 테이프는 평평한 기질 표면에서 "카페트(carpet)" 또는 "포레스트(forest)"와 유사할 수 있다. 또한, 본 발명의 공정은 연속적인 모드로 수행되어서 테이프의 스풀을 기능화할 수 있다.
섬유 브레이드는 촘촘하게 패킹된 탄소 섬유의 루프(rope) 유사 구조물을 나타낸다. 이러한 구조는, 예를 들면 얀으로부터 모일 수 있다. 브레이드 구조물은 비어있는 부분을 포함하거나, 다른 중심 물질로 모일 수 있다.
일부 실시예에서, 많은 1차 섬유 물질 구조물은 직물 또는 시트 유사 구조물로 조직화될 수 있다. 이것은, 예를 들어 상술한 바와 같이 직조된 직물, 비직조된 섬유 매트 및 섬유 플라이 이외에 테이프를 포함한다. 이러한 고차 구조물은 모 섬유에 이미 주입된 CNT를 가지고 모 토우, 얀, 필라멘트 등으로 모일 수 있다. 대안적으로 이러한 구조물은 본원에서 설명되는 CNT 주입 공정을 위한 기질로 기능할 수 있다.
도 1 내지 6은 본원에서 설명되는 공정에 의해 제조되는 탄소 섬유 물질에서 제조된 CNT의 TEM 및 SEM 영상을 도시한다. 이러한 물질을 제조하는 절차는 이하 및 실시예 Ⅰ 내지 Ⅲ에서 더 설명된다. 이러한 도면 및 절차는 탄소 섬유 물질을 위한 공정을 예시하는 것이나, 당업자는 이러한 공정으로부터 상당한 이탈함이 없이, 상기 열거된 것과 같은 다른 섬유 물질이 사용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 도 1 및 2는 각각 다중벽 및 이중벽 탄소 나노튜브의 TEM 영상을 도시하며, 연속적인 공정으로 AS4 탄소 섬유에서 제조된다. 도 3은 CNT 형성 나노입자 촉매가 탄소 섬유 물질 표면에 역학적으로 주입된 이후, 장벽 코팅 내에서 성장하는 CNT의 주사 전자 현미경(SEM) 영상을 도시한다. 도 4는 약 40 마이크론의 목표된 길이의 20% 이내로, 탄소 섬유 물질에서 성장된 CNT의 길이 분포의 균일성을 나타내는 SEM 영상을 도시한다. 도 5는 CNT 성장에서 장벽 코팅의 효과를 나타내는 SEM 영상을 도시한다. 장벽 코팅이 도포된 위치에서 밀집되고 잘 배열된 CNT가 성장했고, 장벽 코팅이 도포되지 않은 위치에서는 CNT가 전혀 자라지 못했다. 도 6은 약 10% 내에서 섬유를 가로질러 CNT 밀도의 균일성의 나타내는 탄소 섬유에서 CNT의 저배율 SEM을 도시한다.
이제 도 7을 참조하여, 본 발명의 일부 실시예에 따른 복합재(100)의 단면도를 개략적으로 설명한다. 복합재(100)는 EMI 차폐 구조물, 예를 들어 전기 구성요소를 위한 하우징 패널을 제조하는데 적당하며, 이것은 바람직한 EM 방사선 차폐 특징을 가진다. 복합재(100)는 매트릭스(140)에 존재할 수 있는 토우 또는 로빙과 같은 복수의 섬유(110) 또는 필라멘트를 포함한다. 섬유(110)는 탄소 나노튜브(120)로 주입된다. 일 실시예에서, 섬유(110)는 유리(예를 들어, E-유리, S-유리, D-유리) 섬유일 수 있다. 다른 실시예에서, 섬유(110)는 탄소 (그라파이트) 섬유일 수 있다. 또한, 폴리아미드(아로마틱 폴리아미드, 아라미드)(예를 들어, 케블라 29 및 케블라 49), 금속 섬유(예를 들어, 강철, 알루미늄, 몰리브덴(molybdenum), 탄탈륨(tantalum), 티타늄(titanium), 구리, 및 텅스텐), 텅스텐 모노카바이드, 세라믹 섬유, 금속-세라믹 섬유(예를 들어, 알루미늄 실리카), 셀룰로오스 섬유, 폴리에스테르, 석영(quartz), 및 실리콘 카바이드와 같은 다른 섬유가 사용될 수 있다. 탄소 섬유와 관련하여 본원에서 설명되는 CNT 공정은 임의의 섬유 타입에서의 CNT 합성을 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 섬유는 촉매입자를 적용하기 전에, 적당한 장벽 코팅으로 코팅되어서, 알로잉(alloying)과 같이 촉매 입자와 금속 섬유 사이의 바람직하지 않은 화학적 반응을 방지할 수 있다. 따라서, 금속 섬유 물질을 사용할 때, 탄소 섬유 물질을 위해 사용되는 공정과 유사할 수 있다. 유사하게, 또한, 열적으로 민감한 아라미드 섬유가 장벽 코팅을 사용하여서, CNT 성장 동안 적용되는 전형적인 온도로부터 섬유 물질을 보호할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 일반적으로 탄소 나노튜브(120)는 섬유(110)의 외부 표면으로부터 수직으로 성장되어서 각각의 개별적인 섬유(110)에 방사 영역(radial coverage)을 제공할 수 있다. 탄소 나노튜브(120)는 섬유(110)의 원 위치에서 성장될 수 있다. 예를 들어, 유리 섬유(110)는 약 500℃ 내지 750℃의 주어진 온도로 유지되는 성장 챔버를 통해서 주입될 수 있다. 그 이후, 탄소 함유 연료공급 기체는 성장 챔버로 유도될 수 있고, 여기서 탄소 라디칼이 분리되고 촉매 나노입자의 존재하에서 유리 섬유에 탄소 나노튜브의 형성을 개시한다.
일 양태에서, 복합재(100)를 생성하기 위해서, CNT 주입 섬유(110)는 수지 배스(bath)로 분배된다. 다른 양태에서, 직물은 CNT 주입 섬유(110) 및 수지 배스에 순차적으로 분배된 직물로부터 직조될 수 있다. 수지 배스는 CNT 주입 섬유(110) 및 매트릭스(140)를 포함하는 복합재(100)의 제조를 위한 임의의 수지를 함유할 수 있다. 일 양태에서, 매트릭스(140)는 에폭시 수지 매트릭스 형태를 취할 수 있다. 다른 양태에서, 매트릭스(140)는 (오르쏘프탈릭 폴리에스테르(orthophthalic polyester)와 같은) 일반적인 목적의 폴리에스테르, (이소프탈릭 폴리에스테르(isophthalic polyester)와 같은) 개선된 폴리에스테르, 페놀 수지(phenolic resin), 비스말레이미드(bismaleimide, BMI) 수지, 폴리우레탄, 및 비닐 에스테르 중 하나일 수 있다. 또한, 매트릭스(140)는 항공우주산업(aerospace) 및/또는 군수 물품(military application)과 같이, 높은 작동 온도에서 실행을 요구하는 적용을 위해 유용한 비-수지 매트릭스(non-resin matrix)(예를 들어, 세라믹 매트릭스)의 형태를 취할 수 있다. 또한, 매트릭스(140)는 금속 매트릭스의 형태를 취할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
CNT 주입 섬유(110) 또는 그것으로부터 직조된 직물을 수지 매트릭스로 함침시키기 위하여 진공 보조 수지 주입 방법 및 수지 압출 방법과 같은 공지된 복합재 제조 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, CNT 주입 섬유(110) 또는 그로부터의 섬유는 몰드에 놓이고 수지는 그 안에서 주입될 수 있다. 다른 양태에서, CMT 주입 섬유(110) 또는 그로부터의 섬유는 몰드에 놓이고, 이것은 이후 비워져서 수지를 끌어당긴다. 다른 양태에서, CNT 주입 섬유(110)는 와인딩(winding)에 의해 "0/90" 배향으로 직조될 수 있다. 이것은, 예를 들어 수직 방향과 같은 제 1 방향에서 CNT 주입 섬유(100)의 제 1 층 또는 패널을 와인딩하고, 그 다음 제 1 방향과 약 90°인 수평 방향과 같은 제 2 방향에서 CNT 주입 섬유(110)의 제 2 층 또는 패널을 와인딩하여 수행될 수 있다. 이러한 "0/90" 배향은 복합재(100)에 추가적인 구조적 강도를 제공할 수 있다.
탄소 나노튜브(120)에 주입된 섬유(110)는 열경화성 수지 매트릭스(예를 들어, 에폭시 수지 매트릭스)(140)와 결합되어 복합재(100)를 생성할 수 있다. 매트릭스에서 섬유를 결합하는 방법은 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 일 양태에서, CNT 주입 섬유(110)는 고압 경화 방법을 사용하여 매트릭스(140)와 결합될 수 있다. 복합재의 CNT 적재는 주어진 복합재에서 탄소 나노튜브의 중량 퍼센트를 의미한다. CNT 기반 복합재를 제조하는 기술분야에서 공지된 공정은 느슨한(loose)(즉, 감을 수 있는 길이 섬유와 결합되지 않은) 탄소 나노튜브를 초기 복합재의 수지/매트릭스와 직접 혼합하는 것을 포함한다. 이러한 공정으로부터 얻어지는 복합재는 억제적인 점성 증가물과 같은 요소로 인해 최종 복합재에서 탄소 나노튜브의 최대 약 5 중량%로 제한될 수 있다. 한편, 복합재(100)는 상기 설명된 바와 같이 25 중량%를 초과하는 CNT 적재를 가질 것이다. CNT 주입 섬유(110)를 사용하면, 60 중량%와 같이 높은 CNT 적재를 가지는 복합재가 나타났다. 물질의 EM 차폐 특징은 그 물질의 전기전도성에 의존한다. 부분적으로, 복합재(100)의 전체 전기전도성은 복합재(100)에 대한 CNT 적재의 함수이다. 따라서, 복합재(100)의 차폐 효과는 부분적으로 복합재(100)의 CNT 적재의 함수이다.
본원에서 결합된 CNT 주입 섬유를 가지는 상기 언급된 복합재(100)는 예를 들어, 수많은 EMI 차폐 적용을 위해, 레이더 차폐 특징을 포함하는 전자기 방사선을 가지는 구성요소를 가공하는데 적합하다. 복합재(100)는 적외선(약 700 nm 내지 약 15 cm), 가시광선(약 400 nm 내지 약 700 nm) 및 자외선(약 10 nm 내지 약 400 nm) 방사선을 포함하는 레이더 스펙트럼에서 전자기 방사선을 효과적으로 흡수 및/또는 반사하는 것으로 나타났다.
예를 들어, 중량 및 강도 특징이 바람직한 복합재는 종종 비교적 나쁜 EMI 차폐 특징 때문에 전자 장치 구성요소를 가공하는데는 적합하지 않다. 예를 들어, 일부 섬유 복합재는 일반적으로 EM 방사선을 투과해서 상대적으로 나쁜 EMI 차폐 특징을 가진다. 예를 들어, 유리 섬유 복합재는 일반적으로 EM 방사선의 넓은 스펙트럼에 걸쳐서 투과적이다. 이것은 그 자체가 유전체이고 나쁜 전기전도성 및 열전도성을 가진다. 유리 섬유 복합재에서 CNT의 결합은 최종적인 복합재의 EM 방사선 흡수를 효과적으로 향상시킨다. 탄소 섬유 복합재는 임의의 주파수 범위에서 우수한 EM 방사선 반사도를 제공하는 것에 의해, 향상된 EMI 차폐로부터 혜택을 얻을 수 있다. EM 방사선의 적어도 일부에, 향상된 흡수도 또는 반사도를 더 제공하는 것에 의해, 탄소 섬유 물질에서 CNT의 결합은 탄소 섬유 복합재에서의 EM 차폐를 향상시킬 수 있다. 흡수도의 경우에, 에너지는 후속적으로, 예를 들어 전기 접지로 전달될 수 있다. 따라서, CNT 주입 섬유(110)를 가지는 복합재(100)는 EMI 차폐 특징을 향상시키는 반면에, 복합재와 관련된 낮은 중량 대 강도 비율과 같은 바람직한 특징을 유지한다. EM 방사선 차폐에서 복합재의 효과는, 도 16 내지 18에 예시된 바와 같이, 복합재에서 탄소 나노튜브의 중량%를 테일러링(tailoring)해서 조절될 수 있다.
이제, 도 8을 참조하면, CNT 주입 섬유 물질(200)의 단면도가 개략적으로 도시된다. 섬유 물질(200)은 임의적으로 매트릭스를 포함할 수 있다. 매트릭스 물질의 존재에 상관없이, CNT 주입 섬유 물질(200)은 미리 가공된 복합재의 표면에 적용되어서 복합재의 EM 차폐 특징을 상당히 향상시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 미리 가공된 복합재 스스로 나쁜 EMI 차폐를 나타낼 수 있다. 그러나, 그 표면에 배치된 CNT 주입 섬유 물질은 충분한 정도의 EM 차폐 능력을 제공하여서 좋은 EM 차폐를 제공할 수 있다. CNT 주입 섬유 물질(200)은 미리 가공된 복합재에 대하여 굽어지거나 직조될 수 있다. 일부 실시예에서, 복합재에 매트릭스 물질을 배치하기 전에, 매트릭스 물질이 CNT 주입 섬유 물질(200)로 미리 존재하지 않는 경우, 매트릭스 물질은 거기에 배치된 이후, 첨가될 수 있다. 또한, 이렇게 첨가된 매트릭스 물질은 미리 가공된 물질과 같은 매트릭스 또는 유사한 특징물이어서, 강한 결합을 촉진할 수 있다.
CNT 주입 섬유 물질(200)은 토우 또는 로빙과 같은 섬유 물질(210)에서 복수의 섬유를 포함한다. 탄소 나노튜브(120)는 섬유 물질(210)로 주입된다. 탄소 나노튜브(120)의 인접하게 위치한 그룹 사이의 반 데르 발스 힘은 CNT(120) 사이의 인력을 상당히 증가시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 이것은 탄소 나노튜브(120)의 CNT "상호교차(interdigitation)"를 초래하고, 이것은 필라멘트 대 필리멘트 결합 또는 부착을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 탄소 나노튜브(120)의 상호교차는 섬유 물질(210)에 압력을 작용함으로써 더 유도되어, CNT 주입 섬유 물질(200)을 통합할 수 있다. 이러한 필라멘트 대 필라멘트 결합은 수지 매트릭스의 부재하에서 섬유 토우, 테이프 및 웨이브의 형성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 필라멘트 대 필라멘트 결합은 종래의 섬유 토우 복합재에 사용될 수 있는 필라멘트-수지 결합에 비하여 전단 강도(shear strength) 및 인장 강도(tensile strength)를 증가시킬 수 있다. 이러한 CNT 주입 섬유 토우로부터 형성된 복합재 섬유 물질은 증가된 층간 전단 강도, 인장 강도 및 아웃 오브 액시스(out-of-axis) 강도에 따라 좋은 EMI 차폐 특징을 나타낸다.
일부 실시예에서, CNT는 EMI 차폐 특징을 향상시키기 위해 특별히 완전하게 상호교차될 필요가 없다. 예를 들어, 투수 경로는 CNT 사이에 간단한 접촉점에 의해 생성될 수 있다. 이러한 실시예에서, "루저(looser)" CNT 부속물은 거의 없거나 희박한 전기적 경로, 또는 특정한 종결점이 부족한 밀폐된 루프 경로를 제공할 수 있다. 이것은 그 경로가 전체 구조물 내에서 EM 방사선을 트랩(trap)하는데 사용되는 물질에서 유전율(permittivity)의 다양한 수준을 제공하기 때문에, EM 흡수 특징에 우호적인 분리된 전기적 경로를 제공할 수 있다.
일 양태에서, CNT 주입 섬유 물질(200)은 유리 섬유 복합재 패널 또는 탄소 섬유 복합재 패널과 같은 종래의 복합재의 표면에 코팅제로 사용되어서, 이러한 종래의 복합재에 좋은 EMI 차폐 특징을 제공할 수 있다. 일 양태에서, CNT 주입 섬유 물질(200)은 복합재 근처에서 굽어져서 복합재 구조물의 EMI 차폐 특징을 향상시킬 수 있다. 수지 매트릭스와 같은 매트릭스 코팅재는 CNT 주입 섬유 물질(200) 또는 그로부터 직조된 직물의 하나 이상의 층에 걸쳐 적용되거나, 복합재의 표면에 적용되어서, 외부 환경으로부터 CNT 주입 복합재 섬유(200)를 보호할 수 있다. 다중층 CNT 주입 섬유 물질은 다중 CNT 배향, 길이 및 밀도를 제공하도록 배치되어 EM 방사선 흡수 특징을 변화시켜서, 다른 주파수 밴드에서 EM 방사선을 흡수하고 다른 각도로부터 전체 구조물을 충격하는(impinge) 소스로부터 레이더를 흡수할 수 있다.
이제, 도 9를 참조하면, 복합재(350)의 상면(top surface)(355)에 배치된 주입 CNT를 가지는 섬유 물질(210)의 코팅층이 개략적으로 도시된다. 복합재(350)는 예를 들어, 종래의 복합재 유리 또는 유리 강화 플라스틱의 형태를 취할 수 있다. 다른 양태에서, 복합재(350)는 탄소 섬유 복합재 구조물 또는 탄소 섬유 보강된 플라스틱 구조물의 형태를 취할 수 있다. 일반적으로, 복합재(350) 그 자체는 좋은 레이더 흡수 또는 EMI 차폐 특징을 요구하는 적용에 사용하기에 적합하지 않다. 그러나, 그 위에 주입된 CNT를 가지는 섬유 물질(210)의 코팅재 또는 층(230)을 복합재(350)의 상면(355)에 적용함으로써, 그 조합(즉, 복합재(350)와 CNT 주입 섬유의 조합)은 상당히 향상된 레이더 흡수 또는 EMI 차폐 특징을 나타낸다. 일 실시예에서, 섬유(210)는 수지 매트릭스와 같은 매트릭스를 가지는 탄소 나노튜브(220)로 주입되는 섬유 토우일 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 섬유(210)는 직조되어 직물을 형성할 수 있으며, 이것은 복합재(350)의 상면(355)에 적용될 수 있다.
일부 실시예에서, CNT 주입 섬유 물질(200)은 직조되어서 직물을 형성할 수 있다. 일 양태에서, 섬유의 코팅재는 단일층의 CNT 주입 섬유에 대해 약 20 나노미터(nm) 내지 다중층의 CNT 주입 섬유에 대해 약 12.5 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 그 실시예는 단순성을 위하여 단일층 섬유를 도시하였지만, 다중층 섬유가 사용되어 복합재(350)에 코팅을 형성할 수 있다는 것은 명백할 것이다.
CNT 주입 섬유 물질(200)을 사용하는 장점은 이러한 코팅재가 중량 대 강도 비율 및 다른 바람직한 기계적 특징 및 구조적 특징과 같은 복합재의 장점을 유지하면서, 나쁜 EMI 차폐 특징을 가지는 종래의 복합재와 결합하여 사용될 수 있다는 것이다.
CNT 주입 섬유 물질(200)의 층 또는 코팅재는 복합재 구조물의 표면에 처리되어 복합재 구조물의 EMI 차폐 특징을 향상시킬 수 있다. 종래의 복합재에 적용된 CNT 주입 섬유 물질(200)의 층 또는 코팅재의 이러한 사용은 복잡한 공정의 필요 없이, 가공을 위해 종래의 복합재를 사용하는 것을 용이하게 한다.
이제, 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 코팅 시스템(400)이 도시된다. 시스템(400)은 상류 섬유 소스로부터 CNT 주입 섬유(110)를 수신하다. 일 실시예에서, CNT 주입 섬유는 탄소 나노 튜브(120)가 섬유 물질로 주입되는 성장 챔버로부터 직접 코팅 시스템(400)으로 유도될 수 있다. CNT 주입 섬유(110)는 배스(410)에 함유된 화학 용액(420)에 담궈서 CNT 주입 섬유(110)를 더 처리한다. CNT 주입 섬유(110)는 2개의 가이드 롤러(440, 450)에 의해 안내된다. 배스 롤러(430)는 CNT 주입 섬유(110)를 용액(420)에 담근다. 일 실시예에서, 용액(420)은 철 기반의 나노입자 용액이다. 일 태양에서, 용액(420)은 200 부분 헥산 용매에서 1 부분 부피 철 기반의 용질을 포함한다. CNT 주입 섬유(110)의 탄소 나노튜브(120)는 철 나노입자를 흡수하고 이에 의해서 CNT 주입 섬유(110) 및 그로부터 가공된 어느 복합재의 레이더 흡수 또는 EMI 차폐 특징을 더 향상시킬 수 있다. 유사하게, CNT 주입 섬유(110)로부터 가공된 넓는 밴드 직물은 철 기반의 나노입자와 결합하도록 처리될 수 있다는 것이 명백할 것이다.
일부 실시예에서, EM 방사선 차폐 복합재는 제어된 방법으로 섬유 물질에 주입된 CNT를 포함한다. 예를 들어, CNT는 섬유 물질의 각각의 섬유 요소에 대하여 밀집한 방사성 표시(display)로 성장된다. 다른 실시예에서, CNT는 추가의 후(post)성장을 위해 제조되어서 섬유 축을 따라 직선으로 배열된다. 이것은 예를 들어, 역학적 기술 또는 화학적 기술에 의해서, 또는 전기장의 작용에 의해서 얻어질 수 있다.
CNT는 섬유축에 대하여 확정된 배향을 가지기 때문에, CNT는 그로부터 형성된 임의의 전체 복합재 구조물 내에서 제어된 배향을 가질 수 있다. 이것은 상기 설명된 바와 같이 와인딩 및/또는 직물 공정 중 어느 것, 또는 경화 등을 위해 수지 매트릭스에서 CNT 주입 섬유 물질의 배향을 제어함에 의해 얻을 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 본 발명은 이러한 EMI 차폐 복합재를 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 1) 매트릭스 물질 내에서 CNT 주입 섬유 물질의 제어된 배향을 가지고, 매트릭스 물질의 일부에 CNT 주입 섬유 물질을 배치시키는 단계; 및 2) 매트릭스 물질을 경화하는 단계를 포함하며, CNT 주입 섬유 물질의 제어된 배향은, 거기에 주입된 CNT의 상대적인 배향을 제어한다. 복합재 제조 방법은 습식 필라멘트 와인딩(wet filament winding), 건식 필라멘트 와인딩(dry filament winding), 섬유 배치(fiber placement), 핸드 레이업(hand layup) 이외에 수지 주입을 포함하며, 이것으로 제한되는 것은 아니다. 이러한 공정이 사용되어서, 향상된 EMI SE를 위한 패널, 부분, 구성요소 및/또는 구조물을 제조할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 발명은, 본 발명의 EMI 차폐 복합재를 포함하는 패널을 제공한다. 일부 실시예에서, 패널은 전자 장치와 접속하기에 적합할 수 있다. CNT 주입 섬유 물질을 포함하는 패널은 복합재 내에서 제어된 배향을 가지는 CNT를 포함한다. 패널은 메커니즘에 설치되어서, 연속적인 EM 방사선 전송 소스의 충돌하는 입사각과 관련된 각도를 조절해서 EMI 차폐를 최대화할 수 있다. 예를 들어, 흡수된 임의의 EM 방사선 에너지는 전기적 신호로 전환될 수 있으며, 전기적 신호는 컴퓨터와 통합되어 패널의 배향을 변경하고, EMI 차폐를 최대화할 수 있다. 일부 실시예에서, 또한, EM 차폐 물질은 반사된 EM 방사선 신호가 효과적인 포획(capture)을 요구하는 탐지 적용에서, EM 방사선을 흡수하는데 사용될 수 있다.
상기 간단하게 설명된 바와 같이, 본 발명은 연속적인 CNT 주입 공정을 사용하여 CNT 주입 섬유 물질을 생성한다. 상기 공정은 (a) 감을 수 있는 차원의 섬유 물질의 표면에 탄소 나노튜브 형성 촉매를 위치시키는 단계; 및 (b) 탄소 섬유 물질에 직접 탄소 나노튜브를 합성하여, 탄소 나노튜브 주입 섬유 물질을 형성하는 단계를 포함한다. 사용되는 섬유 물질의 종류에 따라서 추가적인 단계가 사용될 수 있다. 예를 들어, 탄소 섬유 물질을 사용할 때, 장벽 코팅을 결합하는 단계가 공정에 추가될 수 있다.
9 피트 길이 시스템에서, 공정의 선속도는 약 1.5 ft/mim 내지 약 108 ft/min 범위일 수 있다. 본원에서 설명된 공정으로 얻어지는 선속도는 짧은 제조 시간으로 상업적으로 상당한 양의 CNT 주입 섬유 물질을 형성할 수 있게 한다. 예를 들어, 36 ft/min의 선속도에서, (5 중량% 이상으로 섬유에 주입된 CNT) CNT 주입 섬유의 양은 100 파운드 이상, 또는 5개의 별도의 토우를 동시에 제조하도록 고안된 시스템(20 lb/tow)에서 하루에 제조된 물질 이상을 초과할 수 있다. 시스템은 한번에 또는 성장대를 반복해서 더 빠른 속도로 더 많은 토우를 제조하도록 구성된다. 또한, 기술분야에서 공지된 바와 같이, CNT 가공에서 일부 단계는 연속적인 동작 방법을 방해하는 상당히 느린 속도를 가진다. 예를 들어, 기술 분야에서 공지된 전형적인 공정에서, CNT 형성 촉매 감소 단계는 수행하는데 1 내지 12 시간이 걸린다. 또한, 예를 들어, CNT 성장을 위해 수십분을 요구하여 CNT 성장 자체가 시간 소모적이고, 본 발명에서 인식된 빠른 선속도를 방해할 수 있다. 본원에 기술된 공정은 이러한 속도 제한 단계를 극복한다.
본 발명의 CNT 주입 탄소 섬유 물질 형성 공정은 미리 형성된 탄소 나노튜브의 부유물을 섬유 물질로 적용을 시도할 때 발생하는 CNT 얽힘을 피할 수 있다. 다시 말해서, 미리 형성된 CNT는 탄소 섬유 물질에 용해되지 않기 때문에 CNT는 묶이거나 얽히는 경향이 있다. 그 결과, 탄소 섬유 물질에 약하게 부착된 CNT는 균일하지 않게 분포하게 된다. 그러나, 원한다면, 본 발명의 공정은 성장 밀도를 감소시켜서 탄소 섬유 물질의 표면에 매우 균일하게 얽인 CNT 매트를 제공할 수 있다. 저밀도에서 성장된 CNT는 탄소 섬유 물질에 가장 먼지 주입된다. 이러한 실시예에서, 섬유는 수직 배열을 유도하는데 충분한 밀도를 성장시키지 않고, 결과적으로 탄소 섬유 물질 표면에서 얽힌 매트가 된다. 대조적으로, 미리 형성된 CNT의 수동적 적용은 탄소 섬유 물질에서 CNT 매트의 균일한 분포 및 밀도를 보장하지 않는다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 CNT 주입 탄소 섬유 물질의 제조 공정(700)의 흐름도를 도시한다. 탄소 섬유 물질에서 CNT 주입을 예시하는 이러한 공정에서 일부 변형은 예를 들어, 유리 또는 세라믹 섬유와 같은 다른 CNT 주입 섬유 물질을 제공하는 것으로 대체될 수 있다는 것은 당업자는 인식할 수 있을 것이다. 그 상태에서 일부 이러한 대안들은 예를 들어, 유리 또는 세라믹에 임의적인 장벽 코팅을 적용하는 단계가 제거되도록 포함할 수 있다.
상기 공정(700)은, 적어도:
탄소 섬유 물질을 기능화하는 단계(701);
기능화된 탄소 섬유 물질에 장벽 코팅 및 CNT 형성 촉매를 적용하는 단계(702);
탄소 섬유 물질을 탄소 나노튜브 합성에 충분한 온도로 가열하는 단계(704);
촉매 적재 탄소 섬유에서 CVD 매개 CNT 성장을 촉진시키는 단계(706)의 동작을 포함한다.
단계 701에서, 탄소 섬유 물질은 기능화되어서, 섬유의 표면 웨팅(wetting)을 향상시키고 장벽 코팅의 접착을 향상시킨다.
탄소 나노튜브를 탄소 섬유 물질에 주입하기 위해서, 예를 들어, 장벽 코팅으로 균일하게 코팅된 탄소 섬유 물질에서 탄소 나노튜브가 합성된다. 일 실시예에서, 가장 먼저 탄소 섬유 물질을 장벽 코팅으로 균일하게 코팅하고, 그 다음 동작 702로서, 장벽 코팅에 나노튜브 형성 촉매를 배치하는 것에 의하여 이것을 수행할 수 있다. 일부 실시예에서, 장벽 코팅은 촉매 배치 이전에 부분적으로 경화될 수 있다. 이것은 촉매를 받아서 이것을 장벽 코팅에 끼워넣는 것을 수용하는 표면을 제공할 수 있고, CNT 형성 촉매와 탄소 섬유 물질 사이에 표면이 접촉하게 하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 장벽 코팅은 CNT 형성 촉매의 배치와 동시에 탄소 섬유 물질에 걸쳐서 균일하게 코팅된다. 일단, CNT 형성 촉매 및 장벽 코팅이 배치되면, 장벽 코팅은 완전히 경화될 수 있다.
일부 실시예에서, 장벽 코팅은 촉매 배치 이전에 완전히 경화될 수 있다. 이러한 실시예에서, 완전히 경화되어 장벽 코팅된 탄소 섬유 물질은 플라즈마로 처리되어 표면을 제조하고 촉매를 수용할 수 있다. 예를 들어, 경화된 장벽 코팅을 가지는 플라즈마 처리된 탄소 섬유 물질은 CNT 형성 촉매가 배치될 수 있는 거친 표면을 제공할 수 있다. 따라서, 장벽의 표면을 "조도화(roughing)"하는 플라즈마 공정은 촉매 배치를 용이하게 한다. 전형적으로 거칠기(roughness)는 나노미터 스케일이다. 플라즈마 처리 공정에서, 나노미터 깊이 및 나노미터 직경의 크리에이터(creater) 또는 침강(depression)이 형성된다. 이러한 표면 개질은 하나 이상의 여러가지 임의의 다른 기체의 플라즈마를 사용하여 얻을 수 있고, 기체는 아르곤, 헬륨, 산소, 질소, 및 수소를 포함할 수 있으며, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예에서, 또한, 플라즈마 조도화는 탄소 섬유 물질 그 자체에서 직접 수행될 수 있다. 이것은 탄소 섬유 물질에 장벽 코팅의 접착을 용이하게 할 수 있다.
도 11과 함께 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 전이 금속 나노입자를 포함하는 CNT 형성 촉매를 함유하는 액체 용액으로 촉매가 제조된다. 합성된 나노튜브의 직경은 상술된 바와 같은 금속 입자의 크기와 관련된다. 일부 실시예에서, CNT 형성 전이 금속 나노입자 촉매의 상업적인 분산물이 이용가능하고, 희석없이 사용될 수 있으며, 다른 실시예에서, 촉매의 상업적인 분산물은 희석될 수 있다. 이러한 용액을 희석할 것인가는 상술한 바와 같이 성장된 CNT의 원하는 밀도 및 길이에 따라 다를 수 있다.
도 11을 참조하면, 화학적 증착(chemical vapor deposition, CVD) 공정을 기반으로 하고 상승된 온도에서 일어나는 탄소 나노튜브 합성이 도시된다. 특정한 온도는 촉매 선택에 따라 다르지만, 전형적으로 약 500℃ 내지 1000℃ 범위일 수 있다. 따라서, 단계 704는 상기 언급된 범위의 온도로 장벽 코팅된 탄소 섬유 물질을 가열하는 단계를 포함하여 탄소 나노튜브 합성을 돕는다.
그 다음, 단계 706에서, 촉매 적재 탄소 섬유 물질에서 CVD 촉진된 나노튜브 성장이 일어난다. 예를 들어, CVD 공정은 아세틸렌, 에틸렌, 및/또는 에탄올과 같은 탄소 함유 공급원료 기체에 의해 촉진될 수 있다. 일반적으로, CNT 합성 공정은 1차 운반 기체로서 불활성 기체(질소, 아르곤, 헬륨)를 사용한다. 탄소 공급원료는 전체 혼합물의 약 0% 내지 약 15% 범위로 제공된다. CVD 성장을 위한 실질적인 내부 환경은 성장 챔버로부터 습기 및 산소를 제거함으로서 준비된다.
CNT 합성 공정에서, CNT 형성 전이 금속 나노입자 촉매 자리에서 CNT가 성장한다. 강한 플라즈마 생성 전기장의 존재가 임의적으로 활용되어 나노튜브 성장에 영향을 준다. 다시 말해서, 성장은 전기장의 방향을 따를 수 있다. 플라즈마 분무 및 전기장의 기하학적 구조를 적합하게 조절해서, 수직 배열 CNT(즉, 탄소 섬유 물질에 수직임)가 합성될 수 있다. 어느 조건 하에서는, 플라즈마가 존재하지 않더라도, 가까이 위치한 나노튜브는 수직적인 성장 방향을 유지하여, 카펫(carpet) 또는 포레스트(forest)와 유사한 CNT의 밀집된 배열을 가져올 수 있다. 또한, 장벽 코팅의 존재는 CNT 성장의 방향성에 영향을 줄 수 있다.
탄소 섬유 물질에 촉매를 위치시키는 단계의 동작은 분무 또는 용액의 딥코팅(dip coating), 또는 예를 들어, 플라즈마 공정을 통해서 기체상 증착에 의하여 수행될 수 있다. 기술의 선택은 장벽 코팅이 적용되는 방법으로 조정될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 용매에서 촉매의 용액을 형성한 이후, 분무, 또는 장벽 코팅된 탄소 섬유 물질을 용액으로 딥코팅, 또는 분무와 딥코팅의 조합에 의해서, 촉매가 적용될 수 있다. 단독으로 또는 조합해서 사용되는 이러한 기술은 1번, 2번, 3번, 4번, 몇 번까지도 사용되어서, 충분히 균일하게 코팅된 CNT 형성 촉매를 함유하는 탄소 섬유 물질을 제공할 수 있다. 딥코팅이 사용될 때, 예를 들어, 제 1 딥 배스(dip bath)에서 제 1 체류시간 동안 탄소 섬유 물질은 제 1 딥 배스에 배치될 수 있다. 제 2 딥 배스를 사용할 때, 탄소 섬유 물질은 제 2 체류 시간 동안 제 2 딥 배스에 배치될 수 있다. 예를 들어, 탄소 섬유 물질은 딥 구성물 및 선속도에 따라서 약 3초 내지 약 90초 동안 CNT 형성 촉매의 용액에 적용될 수 있다. 분무 또는 딥코팅 공정을 사용하여, 탄소 섬유 물질은 약 5% 이하의 표면적 내지 약 80%의 높은 표면적의 촉매의 표면 밀도를 가지고, CNT 형성 촉매 나노입자는 거의 단일층이다. 일부 실시예에서, 탄소 섬유 물질에서 CNT 형성 촉매를 코팅하는 공정은 단지 단일층을 생성하여야 한다. 예를 들어, CNT 형성 촉매의 스택(stack)에서의 CNT 성장은, 탄소 섬유 물질에 CNT의 주입 정도를 약화시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 증발 기술, 전해질 증착 기술, 및 금속 유기물, 금속염 또는 기체상 이동을 촉진하는 다른 구성물로서 플라즈마 공급원료 기체에 전이 금속 촉매의 첨가와 같은 당업자에게 공지된 다른 공정을 사용하여, 전이 금속 촉매는 탄소 섬유 물질에 증착될 수 있다.
본 발명의 공정은 연속되도록 고안되기 때문에, 딥코팅 배스가 공간적으로 분리되는 일련의 배스에서, 감을 수 있는 탄소 섬유 물질은 딥 코팅될 수 있다. 새로운 탄소 섬유가 다시 생성되는 연속적인 공정에서, 탄소 섬유 물질에 장벽 코팅을 적용하고 경화 또는 부분적으로 경화한 이후, CNT 형성 촉매의 딥 배스 또는 분무가 제 1 단계일 수 있다. 새롭게 형성된 탄소 섬유 물질을 위한 사이징의 적용 대신에, 장벽 코팅 및 CNT 형성 촉매의 적용이 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 장벽 코팅후 다른 사이징 작용제(agent)의 존재하에서, CNT 형성 촉매는 새롭게 형성된 탄소 섬유에 적용될 수 있다. 또한, CNT 형성 촉매와 사이징 작용제의 이러한 동시적인 적용은 탄소 섬유 물질의 장벽 코팅을 가지는 표면 접촉에서 CNT 형성 촉매를 제공하여 CNT 주입을 보장할 수 있다.
사용된 촉매 용액은 상술한 바와 같이 어느 d-블럭 전이 금속인 전이 금속 나노입자일 수 있다. 또한, 나노입자는 원소 형태 또는 염 형태에서 d-블럭 금속의 합금 및 비합금 혼합물, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이러한 염 형태는 산화물, 탄화물, 및 질화물을 포함하며, 이것으로 제한되지 않는다. 제한적이 아닌 예시적인 전이 금속 NP는 니켈(Ni), 철(Fe), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 및 이들의 염, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 실시예에서, 장벽 코팅 증착물과 함께 동시에 탄소 섬유 물질에 직접 CNT 형성 촉매를 적용하거나 주입함에 의하여, 이러한 CNT 형성 촉매는 탄소 섬유에 배치된다. 이러한 많은 전이 금속 촉매는 예를 들어, 페로텍 코포레이션(뉴헴프셔 베드퍼드)을 포함하는 다양한 공급처로부터 상업적으로 쉽게 이용할 수 있다.
CNT 형성 촉매를 탄소 섬유 물질에 적용하는데 사용되는 촉매 용액은 CNT 형성 촉매를 균일하게 분산시킬 수 있는 어느 일반적인 용매일 수 있다. 이러한 용매는, 비 제한적인, 물, 아세톤, 헥산, 이소프로필 알콜, 톨루엔, 에탄올, 메탄올, 테트라하이드로퓨란(THF), 사이클로헥산 또는 제어된 극성을 가지는 어느 다른 용매를 포함해서, CNT 형성 촉매 나노입자의 적당한 분산을 이룰 수 있다. CNT 형성 촉매의 농도는 촉매 대 용매가 약 1:1 내지 1:10000 범위일 수 있다. 장벽 코팅과 CNT 형성 촉매가 동시에 적용될 때에도, 이러한 농도가 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 약 500℃ 내지 1000℃ 온도에서 탄소 섬유 물질을 가열하여서, CNT 형성 촉매의 증착 이후 탄소 나노튜브를 합성할 수 있다. 이러한 온도로 가열하는 단계는 CNT 성장을 위한 탄소 공급원료의 주입 전에 또는 실질적으로 주입과 동시에 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 발명은 탄소 섬유 물질로부터 사이징 작용제를 제거하는 단계, 탄소 섬유 물질에 걸쳐 균일하게 장벽 코팅을 적용하는 단계, 탄소 섬유 물질에 CNT 형성 촉매를 적용하는 단계, 탄소 섬유 물질을 적어도 500℃로 가열하는 단계, 및 탄소 섬유 물질에서 탄소 나노튜브를 합성하는 단계를 포함하는 공정을 제공한다. 일부 실시예에서, CNT 주입 공정의 동작은 탄소 섬유 물질로부터 사이징을 제거하는 단계, 탄소 섬유 물질에 장벽 코팅을 적용하는 단계, 탄소 섬유에 CNT 형성 촉매를 적용하는 단계, 섬유를 CNT 합성 온도를 가열하는 단계, 및 촉매 적재 탄소 섬유 물질에서 CVD 매개 CNT 성장을 촉진하는 단계를 포함한다. 따라서, 상업적인 탄소 섬유 물질이 사용될 때, CNT 주입 탄소 섬유의 제조 공정은, 탄소 섬유 물질에서 장벽 코팅 및 촉매를 배치하는 단계 이전에, 탄소 섬유 물질로부터 사이징을 제거하는 별도의 단계를 포함할 수 있다.
탄소 나노튜브를 합성하는 단계는 탄소 나노튜브를 형성하는 수많은 기술을 포함할 수 있고, 함께 계류중이며 본원에서 참조로서 편입되는 미국 특허 출원 제 2004/0245088호에 공개된 것을 포함한다. 본 발명의 섬유에서 성장된 CNT는, 이것으로 제한되는 것은 아닌, 마이크로 캐비티(micro-cavity), 열적 또는 플라즈마 향상된 CVD 기술, 레이저 제거(ablation), 아크 방전(arc discharge), 고압 탄소 모녹사이드(high pressure carbon monoxide, HiPCO)를 포함하는 당해 기술 분야에서 공지된 기술에 의해 수행될 수 있다. 특히, CVD 동안, 거기에 배치된 CNT 형성 촉매를 가지는 장벽 코팅된 탄소 섬유 물질이 직접 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 어느 종래의 사이징 작용재는 CNT 합성 전에 제거될 수 있다. 일부 실시예에서, 아세틸렌 가스가 이온화되어서, CNT 합성을 위한 차가운 탄소 플라즈마의 분출을 생성한다. 플라즈마는 촉매 함유 탄소 섬유 물질을 향하여 유도될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 탄소 섬유 물질에서 CNT를 합성하는 것은 (a) 탄소 플라즈마를 형성하는 단계; 및 (b) 탄소 섬유 물질에 배치된 촉매로 탄소 플라즈마를 유도하는 단계를 포함한다. 성장된 CNT의 직경은 상술한 바와 같이 CNT 형성 촉매의 크기에 따라 결정된다. 일부 실시예에서, 사이즈된 섬유 기질은 약 550℃ 내지 약 800℃로 가열되어 CNT 합성을 용이하게 한다. CNT의 성장을 개시하기 위하여, 아르곤, 헬륨, 또는 질소와 같은 공정 기체, 및 아세틸렌, 에틸렌, 에탄올 또는 메탄올과 같은 탄소 함유 기체의 두 가지의 기체가 반응기로 주입된다. CNT는 CNT 형성 촉매의 위치에서 성장한다.
일부 실시예에서, CVD 성장은 플라즈마 향상(plasma-enhanced)된다. 성장 공정 동안 전기장을 제공하여 플라즈마가 생성될 수 있다. 이러한 조건에서 성장된 CNT는 전기장의 방향을 따를 수 있다. 따라서, 반응기의 기하학적 구조를 조절해서, 수직으로 배열된 탄소 나노튜브는 실린더형 섬유에 대하여 방사상으로 성장될 수 있다. 일부 실시예에서, 플라즈마는 섬유에 대하여 방사상 성장을 요구하지 않는다. 테이프, 매트, 직물, 플라이 등과 같은 특징적인 면을 가지는 탄소 섬유 물질에 대하여, 촉매는 일면 또는 양면에 배치될 수 있고, 상응해서 CNT는 일면 또는 양면에서 성장될 수 있다.
상기 설명된 바와 같이, CNT 합성은 감을 수 있는 탄소 섬유 물질을 기능화하는 연속적인 공정을 제공하기에 충분한 속도로 수행된다. 수많은 장치 구조물은 아래 예시된 바와 같이 이러한 연속적인 합성을 용이하게 한다.
일부 실시예에서, CNT 주입 탄소 섬유 물질은 "올 플라즈마(all plasma)" 공정에서 제조될 수 있다. 올 플라즈마 공정은 상기 설명된 바와 같은 플라즈마를 가지고 탄소 섬유 물질을 조도화하는 단계를 포함해서, 섬유 표면 웨팅(wetting) 특징을 향상시키고 더 균일한 장벽 코팅을 제공하는 것 이외에, 아르곤 또는 헬륨 기반의 플라즈마에서 산소, 질소, 수소와 같은 특정한 활성 기체 종을 사용하여 탄소 섬유 물질의 기능화의 사용을 통하여 역학적 연동(interlocking) 및 화학적 접착을 통하여 코팅 접착을 향상시킬 수 있다.
장벽 코팅된 탄소 섬유 물질은 추가의 플라즈마 매개된 수많은 단계를 통해서 최종적인 CNT 주입 생성물을 형성한다. 일부 실시예에서, 올 플라즈마 공정은 장벽 코팅이 경화된 이후 제 2 표면 개질을 포함할 수 있다. 이것은 탄소 섬유 물질에서 장벽 코팅의 표면을 "조도화"하여 촉매 증착을 용이하게 하는 플라즈마 공정이다. 상기 설명된 바와 같이, 이것으로 제한되는 것은 아닌, 아르곤, 헬륨, 산소, 암모니아, 수소 및 질소를 포함하는 하나 이상의 여러 가지 임의의 다른 기체의 플라즈마를 사용하여 표면 개질을 얻을 수 있다.
표면 개질 이후, 장벽 코팅된 탄소 섬유 물질은 촉매 적용을 진행한다. 이것은 섬유에 CNT 형성 촉매를 위치시키는 플라즈마 공정이다. 전형적으로, CNT 형성 촉매는 상기 설명된 바와 같이 전이 금속이다. 전이 금속 촉매는 페로플루이드(ferrofluid), 금속 유기물(metal organic), 금속 염, 또는 기체상 운반을 촉진하는 다른 복합물의 형태에서 전구체로서 플라즈마 공급원료 기체에 첨가될 수 있다. 촉매는 진공도 불활성 대기도 요구되지 않는 주변 환경의 상온에서 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 탄소 섬유 물질은 촉매 적용 전에 냉각된다.
올 플라즈마 공정에 연속해서, 탄소 나노튜브 합성은 CNT 성장 반응기에서 일어난다. 이것은 플라즈마 향상된 화학적 증착을 사용해서 얻어질 수 있고, 여기서, 탄소 플라즈마는 촉매 적재 섬유에 분무된다. 탄소 나노튜브 성장은 (전형적으로, 촉매에 따라서 약 500℃ 내지 1000℃ 범위의) 상승된 온도에서 일어나기 때문에, 촉매 적재 섬유는 탄소 플라즈마에 노출되기 전에 가열될 수 있다. 주입 공정을 위해, 탄소 섬유 물질은 그것이 연화될 때까지 임의적으로 가열될 수 있다. 가열 이후, 탄소 섬유 물질은 탄소 플라즈마를 받도록 준비된다. 예를 들어, 탄소 플라즈마는 기체를 이온화할 수 있는 전기장을 통하여, 아세틸렌, 에틸렌, 에탄올 등과 같은 탄소 함유 기체를 통과시켜서 생성된다. 이러한 차가운 탄소 플라즈마는 분무 노즐을 통해서 탄소 섬유 물질로 유도된다. 탄소 섬유 물질은 분무 노즐의 약 1 cm 이내와 같이, 분무 노즐에 가까이 인접하여 플라즈마를 받을 수 있다. 일부 실시예에서, 플라즈마 분무기에서 탄소 섬유 물질 상부에 가열기가 배치되어 탄소 섬유 물질의 상승된 온도를 유지한다.
연속적인 탄소 나노튜브 합성의 다른 양태는 탄소 섬유 물질에서 직접적으로 탄소 나노튜브의 합성 및 성장을 위한 특정한 사각형 반응기를 포함한다. 반응기는 탄소 나노튜브 함유 섬유를 제조하는 연속적인 인라인(in-line) 공정에서 사용되도록 고안될 수 있다. 일부 실시예에서, CNT는 멀티존(multi-zone) 반응기에서, 대기압 및 약 550℃ 내지 800℃ 범위의 상승된 온도에서 화학 증착(chemical vapor deposition, CVD)을 통하여 성장된다. 합성이 대기압에서 일어난다는 사실은 섬유상 CNT(CNT-on-fiber) 합성을 위한 연속적인 공정 라인으로 반응기의 통합을 용이하게 하는 일 요인이다. 이러한 존(zone) 반응기를 사용하는 연속적인 인라인 공정에 부합하는 하나의 장점은 CNT 성장이, 당해 기술에서 전형적인 다른 절차 및 장치 구성물에서의 분(minute) 단위 시간(또는 더 긴 시간)과는 달리, 초(second) 단위로 일어난다는 것이다.
다양한 실시예에 따른 CNT 합성 반응기는 이하의 특징을 포함한다.
사각형 형태의 합성 반응기:
당해 기술분야에서 공지된 전형적인 CNT 합성 반응기의 단면은 원형이다. 이는 예를 들어, 역사적인 이유(실린더형 반응기가 종종 실험실에서 사용됨) 및 편리성(유동 역학(flow dynamecs)은 실린더형 반응기로 모형화하기 쉽고, 가열기 시스템은 원형 튜브(석영 등)를 용이하게 받음), 제조의 용이성을 포함하는 많은 이유가 있다. 실린더형 관례를 이탈하여, 본 발명은 사각형 단면을 가지는 CNT 합성 반응기를 제공한다. 일탈의 이유는 하기와 같다.
1. 반응기에 의해 제조되는 많은 탄소 섬유 물질은 평평한 테이프 또는 시트 유사 형태와 같이 상대적으로 평면이기 때문에, 원형 단면은 반응기 용적의 비효율적인 사용이다. 이러한 비효율성은 예를 들어, 이하를 포함하는 실린더형 CNT 합성 반응기의 여러 가지 결점을 초래한다.
a) 충분한 시스템 퍼지(purge)를 유지하는 단계;
증가된 반응기 용적은 동일한 수준의 기체 퍼지를 유지하기 위하여 증가된 기체 유동률(gas flow rate)을 요구한다. 이것은 개방 환경에서 높은 용적의 CNT 제조에 비효율적인 시스템을 초래한다.
b) 증가된 탄소 공급원료 기체 흐름
상기 a)에 따르면, 불활성 기체 흐름에서의 상대적인 증가는 증가된 탄소 공급원료 기체 흐름을 요구한다. 12K 탄소 섬유 토우의 용적은 사각형 단면을 가지는 합성 반응기의 전체 용적보다 2000배 적은 것으로 고려된다. 균등한 성장 실린더형 반응기에서(즉, 사각형 단면 반응기와 동일한 평면화된 탄소 섬유 물질을 수용하는 폭을 가지는 실린더형 반응기), 탄소 섬유 물질의 용적은 챔버 용적보다 17,500배 적다. CVD와 같은 기체 증착 공정이 전형적으로 압력과 온도만의 지배를 받더라도, 용적은 증착의 효율성에 중요한 영향을 준다. 사각형 반응기로도 여전히 용적 초과가 있다. 이러한 초과 용적은 원하지 않는 반응을 일으키기 쉽다. 그러나 실린더형 반응기는 그 용적의 약 8배를 가진다. 이러한 경쟁 반응이 일어날 더 큰 기회로 인하여, 실린더형 반응기 챔버에서 더 느리게 원하는 반응이 효율적으로 일어난다. CNT 성장에서 이러한 둔화(slow down)는 연속적인 공정의 전개에 문제가 된다. 사각형 반응기 구성의 하나의 이점은 사각형 챔버를 위한 작은 높이를 사용함에 의하여 반응기 용적이 감소되어서, 이러한 용적비는 더 좋아지고 반응기는 더 효율적이 될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 사각형 합성 반응기의 전체 용적은 합성 반응기를 통과하는 탄소 섬유 물질의 전체 용적보다 단지 약 3000배 더 크다. 또한, 일부 실시예에서, 사각형 합성 반응기의 전체 용적은 합성 반응기를 통과하는 탄소 섬유 물질의 전체 용적보다 단지 약 4000배 더 크다. 또한, 일부 실시예에서, 사각형 합성 반응기의 전체 용적은 합성 반응기를 통과하는 탄소 섬유 물질의 전체 용적보다 단지 약 10,000배 더 크다. 또한, 실린더형 반응기를 사용할 때, 더 많은 탄소 공급원료 기체는 사각형 단면을 가지는 반응기와 비교하여 동일한 유동 퍼센트를 제공하도록 요구되는 것이 명백하다. 일부 다른 실시예에서, 합성 반응기는 사각형이 아닌 다각형 형태로 설명되는 단면을 가지지만, 원형 단면을 가지는 반응기와 비교하여 상대적으로 그와 유사하고 반응기 용적에서 유사한 감소를 제공한다는 것이 명백하다.
c) 온도 분포의 문제
상대적으로 작은 직경의 반응기가 사용될 때, 챔버의 중심으로부터 챔버의 벽으로 온도 경사는 최소화된다. 그러나, 상업적 규모의 제조에 사용되는 것과 같이 크기가 증가하면서, 온도 경사는 증가한다. 이러한 온도 경사는 탄소 섬유 물질 기질에 걸쳐 생산물의 질적 변화를 초래한다(즉, 생산물의 질은 방사상 위치의 함수로서 변화한다). 이러한 문제는 사각형 단면을 가지는 반응기를 사용할 때 실질적으로 피할 수 있다. 특히, 평면 기질이 사용될 때, 반응기 높이는 상향된 규모의 기질 크기로 유지되는 상수이다. 반응기의 상부 플레이트(top plate)와 하부 플레이트(bottom plate) 사이의 온도 경사는 실질적으로 무시할 수 있고, 결과적으로, 발생되는 열 문제 및 생산품의 질 변화를 피할 수 있다.
2. 기체 도입
일반적으로, 종래 기술에서는 튜브형 노(tublar furnace)가 사용되기 때문에, 전형적인 CNT 합성 반응기는 일 말단(one end)에서 기체를 도입하고 다른 말단(other end)에서 반응기를 통하여 그것을 끌어당긴다. 본원에서 공개된 일부 실시예에서, 반응기의 면을 통하여 또는 반응기의 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 통하여 대칭적으로, 반응기의 중심 또는 목표 성장대로 기체가 유도될 수 있다. 이것은 들어오는 공급원료 기체가, CNT 성장이 가장 활발한 시스템의 가장 고온 부분에서, 연속적으로 보충되기 때문에 전체 CNT 성장률을 향상시킨다. 이러한 계속적인 기체 보충은 사각형 CNT 반응기에 의해 나타나는 증가된 성장률에 중요한 측면이다.
지대(
Zoning
)
상대적으로 냉각 퍼지(purge) 지대를 제공하는 챔버는 사각형 합성 반응기의 양 말단에 따른다. 출원인은, 고온 기체가 외부 환경(즉, 반응기의 외부)과 혼합된다면, 탄소 섬유 물질의 열화(degradation)가 증가되도록 결정했다. 냉각 퍼지 지대는 내부 시스템과 외부 환경 사이에 버퍼(buffer)를 제공한다. 일반적으로, 당해 기술 분야에서 공지된 전형적인 CNT 합성 반응기 구조는 기질이 조심스럽게 (그리고 천천히) 냉각되는 것을 요구한다. 본 발명의 사각형 CNT 성장 반응기의 출구에서 냉각 퍼지 지대는 연속적인 인라인 공정에서 요구되는 바와 같이, 단기간의 시간 동안에 냉각을 획득한다.
비접촉, 고온 벽(
hot
-
walled
), 금속 반응기
일부 실시예에서, 금속, 특히 스테인리스강(stainless steel)으로 구성된 고온 벽 반응기가 사용된다. 이것은 금속, 특히 스테인리스강은 탄소 증착(즉, 그을음(soot) 및 부산물 형성)하기 더 쉽기 때문에 반직관적으로 보일 수 있다. 따라서, 대부분의 CNT 반응기 구조물은 석영 반응기를 사용하는데, 이것은 탄소 증착이 덜하고, 석영이 제거하기 용이하며, 석영이 간단한 관찰을 용이하게 하기 때문이다. 그러나, 출원인은, 스테인리스강에서 증가된 그을음 및 탄소 증착이 더 균일하고, 더 빠르고, 더 효율적이고, 그리고 더 안정한 CNT 성장을 일으키는 것을 관찰하였다. 이론에 의해 한정되는 것은 아니지만, 대기 작용과 함께, 반응기에서 일어나는 CVD 공정은 확산(diffusion)이 제한적이라고 지적되어 왔다. 다시 말해서, 촉매가 "과잉공급(overfed)"되고, 과다한 탄소는 (부분적인 진공하에서 반응기가 동작하는 것보다) 그것의 상대적으로 높은 분압으로 인해 반응기 시스템에서 활용가능하다. 결과적으로, 개방 시스템에서, 특히 클린(clean) 시스템에서, 과다 탄소는 촉매 입자에 접착되고, 그들의 CNT 합성 능력을 타협한다. 일부 실시예에서, 반응기가 금속 반응기 벽에 증착된 그을음을 가지는 "더티(dirty)"일때, 사각형 반응기를 의도적으로 실행한다. 일단, 반응기의 벽의 단일층에 탄소가 증착하면, 탄소는 그 스스로 쉽게 증착될 것이다. 일부 활용가능한 탄소는 이러한 메커니즘으로 인하여 "후퇴(withdrawn)"되기 때문에, 방사상 형태로 남아있는 탄소 공급원료는 촉매가 유해하지 않는 속도로 촉매와 반응한다. 현존하는 시스템은 "깨끗하게(cleanly)" 작동하고, 이것은 현존하는 시스템이 연속적인 공정에서 개방된다면, 감소된 성장 속도에서 크게 감소된 수율의 CNT를 제조한다.
일반적으로, 상기 언급된 바와 같은 CNT 합성 "더티"를 수행하는 것이 유익하더라도, 그을음이 장애물(blockage)을 생성할 때, 기체 매니폴드(manifold) 및 흡입구와 같이 장치의 어느 부분은 CNT 성장 공정에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, CNT 성장 반응 챔버의 이러한 영역은 실리카, 알루미나, 또는 MgO와 같이 그을음 억제 코팅재(soot inhibiting coating)로 보호될 수 있다. 실제로, 장치의 이러한 부분은 그을음 억제 코팅재로 딥코팅될 수 있다. INVAR？와 같은 금속이 이러한 코팅재로 사용될 수 있는데, INVAR는 유사한 열팽창계수(coefficient of thermal expansion, CTE)를 가져서, 고온에서 적합한 코팅의 접착을 보장하고, 중요한 지대에서 그을음이 크게 상당하게 성장하는 것을 억제하기 때문이다.
결합된
촉매 환원 및
CNT
합성
본원에서 공개된 CNT 합성 반응기에서, 촉매 환원 및 CNT 성장은 모두 반응기 내에서 일어난다. 이것은 환원 단계가 분리된 동작으로 수행된다면, 연속적인 공정에서 사용하기에 충분하도록 시기 적절하게 수행될 수 없기 때문에 중요하다. 당해 기술분야에서 공지된 전형적인 공정에서, 일반적으로, 환원 단계는 수행되는데 1 내지 12 시간이 걸린다. 적어도 부분적으로, 실린더형 반응기를 사용하는 기술 분야에서 일반적인 말단이 아닌, 반응기의 중심에서 탄소 공급원료 기체가 도입된다는 사실로 인하여, 두 개의 동작 모두 본 발명에 따른 반응기에서 일어난다. 환원 공정은 섬유가 가열된 지대로 들어가면서 일어나며, 이러한 점에 의하여, 기체는 (수소 라디칼 반응에 의하여) 촉매와 반응해서 산화 환원을 일으키기 전에, 벽과 반응해서 냉각되는 시간을 가진다. 환원이 일어나는 이러한 전이 영역이 있다. 시스템의 가장 뜨거운 등온 지대에서, 반응기의 중심 근처의 기체 흡입구에 인접해서 일어나는 가장 큰 성장률을 가지고 CNT 성장이 일어난다.
일부 실시예에서, 탄소 토우와 같이 느슨하게 결합된 탄소 섬유 물질이 사용될 때, 연속적인 공정은 토우의 스트랜드 및/또는 필라멘트를 펼치는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 토우가 풀어질 때, 그것은 예를 들어, 진공 기반의 섬유 스프레딩 시스템(vacumn-based fiber spreading system)을 사용하여 풀 수 있다. 상대적으로 딱딱(stiff)할 수 있는 사이즈된 탄소 섬유를 사용할 때, 추가적인 가열이 수행되어, 토우를 "연화(soften)"해서 섬유 스프레딩을 용이하게 할 수 있다. 각각의 필라멘트를 포함하는 스프레드 섬유는 효율적으로 떨어져서 풀어지고 필라멘트의 전체 표면적에 노출되어서, 이어지는 공정 단계에서 토우가 더 효율적으로 반응할 수 있게 한다. 이러한 스프레딩은 3k 토우에 대하여 약 4 인치(inch) 내지 약 6 인치(inch)에 근접할 수 있다. 스프레드 탄소 토우는 상기 설명된 바와 같이 플라즈마 시스템으로 구성된 표면 처리 단계를 통과할 수 있다. 장벽 코팅이 적용되어 조도화된 이후, 스프레드 섬유는 CNT 형성 촉매 딥 배스를 통과할 수 있다. 결과적으로 그 표면에 방사상으로 분포된 촉매 입자를 가지는 탄소 토우의 섬유가 된다. 그 다음, 토우의 촉매 적재 섬유는, 상기 설명된 사각형 챔버와 같은 적합한 CNT 성장 챔버로 들어가고, 여기서, 대기압 CVD 또는 PE-CVD 공정을 통한 흐름이 사용되어, 수 마이크론(micron)/초(second)와 같이 높은 속도로 CNT를 합성한다. 이제, 방사상으로 배열된 CNT와 함께 토우 섬유는 CNT 성장 반응기를 나온다.
일부 실시예에서, CNT 주입 탄소 섬유 물질은, 일부 실시예에서 CNT를 기능화하는데 사용되는 플라즈마 공정인, 다른 처리 공정을 통과할 수 있다. CNT의 추가적인 기능화는 특별한 수지에 CNT의 접착을 촉진시키기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 본 발명은 기능화된 CNT를 포함하는 CNT 주입 탄소 섬유 물질을 제공한다.
감을 수 있는 탄소 섬유 물질의 연속적인 공정의 일부로서, CNT 주입 탄소 섬유 물질은 사이징 딥 배스를 더 통과하여 최종 생성물에 유익한 어느 추가적인 사이징 작용제를 적용할 수 있다. 마지막으로, 습식 와인딩(wet winding)을 원한다면, CNT 주입 탄소 섬유 물질은 수지 배스를 통과하고, 맨드릴 또는 스풀로 직조될 수 있다. 최종적인 탄소 섬유 물질/레진 조합은, 핸들링(handling) 및 복합재 가공을 더 용이하게 하는 탄소 섬유 물질에, CNT를 가둔다. 일부 실시예에서, CNT 주입이 사용되어 향상된 필라멘트 와인딩을 제공한다. 따라서, 탄소 토우와 같은 탄소 섬유에 형성된 CNT는 수지 배스를 통과하여, 수지 함침된 CNT 주입 탄소 토우(resin-impregnated, CNT-infused carbon tow)를 제조한다. 수지가 함침된 이후, 탄소 토우는 분배 헤드에 의해, 회전하는 맨드릴의 표면에 배치될 수 있다. 그 다음, 토우는 공지된 방법에서 정확한 기하학적 패턴으로 맨드릴에서 직조될 수 있다.
상기에서 설명된 와인딩 공정은 파이프, 튜브, 또는 숫몰드(male mold)를 통해서 특징적으로 제조된 다른 형태를 제공한다. 그러나, 본원에 개시된 와인딩 공정으로 이루어진 형태는, 종래의 필라멘트 와인딩 공정을 통하여 제조된 것과 다르다. 특히, 본원에 개시된 공정에서, 형태는 CNT 주입 토우를 포함하는 복합재로 구성된다. 따라서, 이러한 형태는 CNT 주입 토우에 의해 제공되는 바와 같이 향상된 강도 등의 이점이 있을 것이다.
일부 실시예에서, 감을 수 있는 탄소 섬유 물질에서 CNT의 주입을 위한 연속적인 공정은 약 0.5 ft/min 내지 약 36 ft/min의 선속도를 얻을 수 있다. CNT 성장 챔버가 3피트(feet) 길이이고, 750℃의 성장 온도에서 동작하는 이러한 실시예에서, 그 공정은 예를 들어, 약 6 ft/min 내지 약 36 ft/min의 선속도로 작동하여, 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제조할 수 있다. 또한, 공정은 예를 들어, 약 1 ft/min 내지 약 6 ft/min의 선속도로 작동하여, 약 10 마이크론 내지 약 100 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제조할 수 있다. 공정은 예를 들어, 약 0.5 ft/min 내지 약 1 ft/min의 선속도로 작동하여, 약 100 마이크론 내지 약 200 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제조할 수 있다. 그러나, CNT 길이는 선속도 및 성장 온도에만 구속되는 것은 아니고, 탄소 공급원료 및 불활성 운반 기체의 유속도 CNT 성장에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 높은 선속도(6 ft/min 내지 36 ft/min)에서, 불활성 기체에 1% 이하의 탄소 공급원료로 구성된 유속은, CNT가 1 마이크론 내지 약 5 마이크론의 길이를 가지게 한다. 높은 선속도(6 ft/min 내지 36 ft/min)에서, 불활성 기체에 1% 이상의 탄소 공급원료로 구성된 유속은, CNT가 5 마이크론 내지 약 10 마이크론의 길이를 가지게 한다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 탄소 물질이 공정을 통하여 동시에 작용될 수 있다. 예를 들어, 멀티플 테이프 토우, 필라멘트, 스트랜드 등은 유사하게 공정을 통해 작용될 수 있다. 따라서, 탄소 섬유 물질의 미리 가공된 스풀의 임의의 수는 공정을 통해 유사하게 작용될 수 있고, 공정이 끝날 때 다시 감길(re-spooled) 수 있다. 유사하게 작용될 수 있는 감긴 탄소 섬유의 수는 하나, 둘, 셋, 넷, 다섯, 여섯, CNT 성장 반응기 챔버의 폭에 의해 수용될 수 있는 어느 수를 포함할 수 있다. 또한, 멀티플 탄소 섬유 물질이 공정을 통하여 적용될 때, 총체적인 스풀의 수는 공정의 개시에서 스풀의 수보다 적을 수 있다. 이러한 실시예에서, 탄소 스트랜드, 토우 등은, 이러한 탄소 섬유 물질을 직조된 직물 등과 같은 고차 탄소 섬유 물질과 결합하는 추가 공정을 위해, 보내질 수 있다. 또한, 연속적인 공정은 예를 들어, CNT 주입 절단 섬유 매트(CNT-infused chopped fiber mat)의 형성을 용이하게 하는, 후 처리 절단기(post processing chopper)를 결합할 수 있다.
섬유 물질로 CNT 주입을 위한 본 공정은 CNT 길이가 균일하도록 제어할 수 있고, 연속적인 공정은 감을 수 있는 섬유 물질이 고속으로 CNT와 기능화되게 할 수 있다. 5 내지 300 초의 물질 체류 시간을 가지고, 3피트 길이인 시스템을 위한 연속적인 공정에서, 선속도는 약 0.5 ft/min 내지 약 36 ft/min의 어느 범위 및 그 이상의 범위일 수 있다. 선택되는 속도는, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 여러가지 파라미터에 따른다.
일부 실시예에서, 약 5초 내지 약 30초의 물질 체류 시간은 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제조할 수 있다. 일부 실시예에서, 약 30초 내지 약 180초의 물질 체류 시간은 약 10 마이크론 내지 약 100 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제조할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 약 180초 내지 약 300초의 물질 체류 시간은 약 100 마이크론 내지 약 500 마이크론의 길이를 가지는 CNT를 제조할 수 있다. 이러한 범위는 대략적인 것이고, CNT 길이는 반응 온도, 및 캐리어와 탄소 공급원료의 농도, 및 유속에 의해서도 조절될 수 있다는 것을 당업자는 인식할 수 있을 것이다.
실시예
Ⅰ
이러한 예시는 탄소 섬유 물질이 연속적인 공정에서 CNT로 주입되어 EMI 차폐 특징을 향상시키는 방법을 보여준다.
이러한 실시예에서, 섬유에 CNT의 최대 적재가 목표이다. 800 텍스값을 가지는 34-700 12k 탄소 섬유 토우(그라필 인코포레이션, 캘리포니아 새크라멘토에 위치)가 탄소 섬유 기질로 적용될 수 있다. 이러한 탄소 섬유 토우에서 각각의 필라멘트는 대략 7㎛의 직경을 가진다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 CNT 주입 섬유를 제조하는 시스템(800)을 도시한다. 시스템(800)은, 도시된 바와 같이 밀접하게 관련된, 탄소 섬유 물질 페이아웃(payout) 및 텐셔너(tensioner) 부(805), 사이징 제거 및 섬유 스프레더 부(810), 플라즈마 처리 부(815), 장벽 코팅 적용 부(820), 에어 드라이 부(825), 촉매 적용 부(830), 용매 플래쉬 오프 부(835), CNT 주입 부(840), 섬유 번들러 부(845), 및 탄소 섬유 물질 업테이크 보빈(850)을 포함한다.
페이아웃 및 텐셔너 부(805)는 페이아웃 보빈(806) 및 텐셔너(807)를 포함한다. 페이아웃 보빈은 탄소 섬유 물질(860)을 공정으로 분배하고, 섬유는 텐셔너(807)을 통하여 팽팽하게 된다. 예시를 위하여, 탄소 섬유는 2 ft/min의 선속도로 제조된다.
섬유 물질(860)은 사이징 제거 가열기(865) 및 섬유 스프레더(870)를 포함하는 사이징 제거 및 섬유 스프레더 부(810)로 분배된다. 이 부분에서, 섬유(860)에 있는 어느 "사이징(sizing)"은 제거된다. 전형적으로, 제거는 섬유의 사이징 오프를 연소시켜 수행된다. 임의의 다양한 가열 수단이 이러한 목적을 위해 사용될 수 있고, 예를 들어, 적외선 가열기, 머플 노(muffle furnace), 및 다른 비접촉 가열 공정을 포함할 수 있다. 또한, 사이징 제거는 화학적으로 수행될 수 있다. 섬유 스프레더는 섬유의 각 요소를 분리할 수 있다. 섬유 오버 플랫 및 언더 플랫의 당김(pulling the fiber over and under flat), 균일 직경의 바(uniform-diameter bar), 또는 오버 및 언더 가변 직경 바(over and under variable-diameter bar), 또는 방사상으로 확장된 글로브 및 니딩 롤러를 가지는 오버 바(over bar with radially-expending groove and a kneading roller), 오버 진동 바(over a viboratory bar) 등과 같은 다양한 기술 및 장치가 섬유를 풀기 위해서 사용될 수 있다. 섬유의 스프레딩은 섬유 표면적을 더 노출시킴으로서, 플라즈마 적용, 장벽 코팅 적용, 및 촉매 적용과 같은 하류 동작의 효율성을 향상시킨다.
멀티플 사이징 제거 가열기(865)는, 점진적으로 섬유의 디사이징(desizing) 및 스프레딩을 동시에 가능하게 하는, 섬유 스프레더(870)를 통해 배치될 수 있다. 페이아웃 및 텐션 부(805) 및 사이징 제거 및 섬유 스프레더 부(810)는 섬유 산업에서 일상적으로 사용되고, 당업자는 이러한 고안 및 사용이 친숙할 것이다.
사이징을 연소하는데 필요한 온도 및 시간은 (1) 사이징 물질 및 (2) 탄소 섬유 물질(860)의 상업적인 소스/식별의 함수에 따라 변한다. 탄소 섬유 물질에서 종래의 사이징은 약 650℃에서 제거될 수 있다. 이러한 온도에서, 사이징의 완전한 연소를 보장하기 위해서는 15분 만큼 긴 시간이 걸릴 수 있다. 이러한 연소 온도 이상으로 온도를 증가시키는 것은 번 오프(burn-off) 시간을 감소시킬 수 있다. 특별한 상업적 생성물을 위해 사이징하는 최소의 번 오프 온도를 결정하기 위해 열무게 분석(thermogravimetric analysis)이 사용된다.
사이징 제거를 위해 필요한 시간에 따라, 사이징 제거 가열기는 적합한 CNT 주입 공정에서 반드시 포함되어야 하는 것은 아니고, 제거는 별도로(예를 들어, 동시에 등) 수행될 수 있다. 이러한 방법에서, 사이징 프리(sizing-free) 탄소 섬유 물질의 재고가 축적되고, 섬유 제거 가열기를 포함하지 않는 CNT 주입 섬유 제조 라인에서 사용을 위해 감길 수 있다. 그 다음, 사이징 프리 섬유는 페이아웃 및 텐션 부(805)에서 감긴다. 이러한 공정 라인은 사이징 제거를 포함하는 것보다 더 고속으로 동작될 수 있다.
언사이즈드(unsized) 섬유(880)는 플라즈마 처리 부(815)로 분배된다. 예를 들어, 스프레드 탄소 섬유 물질로부터 1 mm의 거리에서 '다운스트림(downstream)' 방법으로 대기 플라즈마 처리가 활용된다. 기체 공급원료는 100% 헬륨으로 구성된다.
플라즈마 향상 섬유(plasma enhanced fiber)(885)는 장벽 코팅 부(820)로 분배된다. 이러한 예시에서, 실록산 기반의 코팅 용액이 딥코팅 구성물로 사용될 수 있다. 용액은 'Accuglass T-11 Spin-On Glass'(허니웰 인터네셔널 인코포레이티드, 뉴저지 모리스타운에 위치)이고, 부피의 40 대 1의 희석률로 이소프로필 알콜에서 희석된다. 탄소 섬유 물질에서 최종적인 장벽 코팅의 두께는 대략 40 nm이다. 주위 환경의 상온에서 장벽 코팅이 적용될 수 있다.
장벽 코팅된 탄소 섬유(890)는 나노스케일의 장벽 코팅을 부분적으로 경화하기 위하여 에어 드라이 부(825)로 분배된다. 에어 드라이 부는 전체 탄소 섬유 스프레드에 걸쳐서 가열된 공기의 스트림을 보낸다. 사용되는 온도는 100℃ 내지 약 500℃ 이다.
에어 드라잉 이후, 장벽 코팅된 탄소 섬유(890)는 촉매 적용 부(830)로 분배된다. 이러한 예시에서, 철 산화물 기반의 CNT 형성 촉매 용액이 딥코팅 구성물에서 사용될 수 있다. 용액은 'EFH-1(페로텍 코포레이션, 뉴햄프셔 베드포드에 위치)이고, 부피의 200 대 1의 희석율로 헥산에서 희석된다. 촉매 코팅의 단일층은 탄소 섬유 물질에서 얻어질 수 있다. 희석 이전의 'EFH-1'은 3 내지 15 부피% 범위의 나노입자 농도를 가진다. 철 산화물 나노입자는 Fe2O3 및 Fe3O4로 구성되고, 대략 8nm의 직경을 가진다.
촉매 적재 탄소 섬유 물질(895)은 용매 플래쉬 오프 부(835)로 분배된다. 용매 플래쉬 오프 부는 전체 탄소 섬유 스프레드에 걸쳐서 공기의 스트림을 보낸다. 이러한 예시에서, 상온의 공기가 사용되어, 촉매 적재 탄소 섬유 물질에 남은 모든 헥산을 플래쉬 오프한다.
용매 플래쉬 오프 이후에, 마지막으로, 촉매 적재 섬유(895)는 CNT 주입 부(840)로 운반된다. 이러한 예시에서, 12 인치의 성장대를 가지는 사각형 반응기가 사용되어, 대기압에서 CVD 성장을 이용한다. 전체 기체 흐름의 97.6%는 불활성 기체(질소)이고 나머지 2.4%는 탄소 공급원료(아세틸렌)이다. 성장대는 750℃로 유지된다. 상기 언급된 사각형 반응기를 위해 750℃는 상대적으로 높은 성장 온도이고, 이것은 가능한 가장 높은 성장률을 가능하게 한다.
CNT 주입 이후, CNT 주입 섬유(897)는 섬유 번들러 부(845)에서 다시 번들된다. 이러한 동작은 섬유의 각 스트랜드를 재조합하고, (810) 부분에서 수행된 스프레딩 동작을 효과적으로 반대로 되게 한다.
번들된 CNT 주입 섬유(897)는 저장을 위해 업테이크 섬유 보빈(850)으로 직조된다. CNT 주입 섬유(897)는 약 60 ㎛ 길이에서 CNT로 적재되고, 그 다음, 향상된 EMI 차폐 능력을 가지는 복합재에서 사용을 위해 준비된다.
섬유 보빈(850)에서 CNT 주입 섬유(897)는 패널에 다시 감기고 에폭시 수지에 주입된다. 그 다음, 주입된 복합재 구조물은, 선택된 에폭시 수지 시스템을 위해 요구되는 특정한 분포인, 100 psi의 압력 및 250 ℉ 이상의 온도의 오토클레이브(autoclave)에서 큐어(cure)된다. 최종적인 CNT 주입 복합재 패널은, 도 14에서 패널 #132로 나타낸 바와 같이, 2 내지 18 GHz에서 83 dB의 평균 EMI SE를 나타낸다.
상기 설명된 동작의 일부는 환경적인 단절을 위해 불활성 대기 또는 진공 하에서 수행될 수 있다는 것은 주목할 만하다. 예를 들어, 사이징이 탄소 섬유 물질로 연소된다면, 섬유는 환경적으로 단절되어서 오프 가스(off-gassing)를 포함하고 습기로부터의 손상을 억제할 수 있다. 편리성을 위하여, 시스템(800)에서, 탄소 섬유 물질 페이아웃 및 텐션을 제외한 모든 동작은 제조 라인의 초기에 이루어지며, 섬유 업테이크는 제조 라인의 말기에 이루어지도록 환경적인 단절이 제공된다.
실시예
Ⅱ
이러한 실시예는, 향상된 EMI 차폐 특징을 요구하는 적용을 위하여, 연속적인 공정에서, 새로운 유리 섬유 물질이 CNT로 주입될 수 있는 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 CNT 주입 섬유를 제조하기 위한 시스템(900)을 도시한다. 시스템(900)은, 도시된 바와 같이 밀접하게 관련된, 유리 섬유 물질 페이아웃 및 텐셔너 시스템(902), CNT 주입 시스템(912) 및 섬유 와인더(924)를 포함한다.
페이아웃 및 텐션 시스템(902)은 페이아웃 보빈(904) 및 텐셔너(906)를 포함한다. 페이아웃 보빈은 섬유 스풀을 유지하고, 1ft/min의 선속도로 유리 섬유 물질(901)을 공정으로 분배하고, 섬유 텐션은 텐셔너(906)를 통하여 1 내지 5 lb 이내로 유지된다. 페이아웃 및 텐션 부(902)는 섬유 산업에서 일상적으로 사용되고, 당업자는 이러한 고안 및 사용이 친숙할 것이다.
텐션된 섬유(905)는 CNT 주입 시스템(912)으로 분배된다. 부분 912는 촉매 적용 시스템(914) 및 마이크로 캐비티 CVD 기반의 CNT 주입 부(micro-cavity CVD based CNT infusion station)(925)를 포함한다.
이러한 실시예에서, 촉매 용액은, 딥 배스(935)를 통하여 텐션된 섬유(930)를 통과시키는 것과 같이, 딥 공정을 통해서 적용된다. 이러한 실시예에서, 1 부분의 페로플루이드(ferrofluid) 나노입자 용액 및 200 부분의 헥산의 부피비를 이루는 촉매 용액이 사용된다. ILSS 향상을 목표로 하는 CNT 주입 섬유를 위한 공정 선속도에서, 섬유는 30초 동안 딥 배스에 남아있을 것이다. 진공도 불활성 대기도 요구되지 않는 주위 환경의 상온에서, 촉매가 적용될 수 있다.
그 다음, 예비 성장 저온 불활성 기체 퍼지 지대, CNT 성장 지대 및 포스트 성장(post-growth) 기체 퍼지 지대로 구성된 CNT 주입 부(925)로, 촉매 적재 유리 섬유(907)가 분배된다. 상온 질소 기체가 예비 성장 퍼지 지대에 도입되어서, 상기 설명된 바와 같이, CNT 성장 지대로부터 배출되는 기체를 냉각한다. 배출되는 기체는 빠른 질소 퍼지를 통해서 350℃ 이하로 냉각되어서, 섬유 산화를 방지한다. 섬유는 CNT 성장 지대로 들어가고, 여기서, 상승된 온도는, 98% 질량 흐름의 불활성 기체(질소) 및 2% 질량 흐름의 탄소의 혼합물을 가열하며, 그 탄소는 기체 매니폴드(manifold)를 통해서 중심으로 도입되는 공급원료 기체(아세틸렌)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 시스템의 길이는 2.5 피트의 길이이고, CNT 성장 지대의 온도는 750℃이다. 이러한 실시예에서, 촉매 적재 섬유는 60초 동안 CNT 성장 환경에 노출되고, 결과적으로, 유리 섬유 표면에 주입된 60 마이크로 길이와 2.5% 부피 백분율의 CNT가 된다. CNT 주입 유리 섬유는 최종적으로, 포스트 성장(post-growth) 퍼지 지대를 통과하고, 여기서는 섬유를 350℃로 냉각하는 것 이외에, 배출되는 기체가 섬유 표면 및 CNT에서 산화하는 것을 방지한다.
CNT 주입 섬유(909)는 섬유 와인더(924)에 수집되고, 그 다음, 향상된 EMI 차폐 능력을 요구하는 임의의 다양한 적용에 사용을 위해 준비된다.
CNT 주입 섬유(909)는 에폭시 수지를 사용하는 프레임(frame)에서 젖은 상태로 감긴다. 프레임은 최종적인 패널에 대해 0°및 90°의 배향으로 섬유를 정렬한다. 섬유가 패널에서 감길 때, 복합재는, 사용된 에폭시 수지 시스템에 특별한 온도 분포인, 250℉ 이상의 온도 및 200 psi의 압력으로, 가열된 캐비티 프레스에서 큐어(cure)된다. 최종적인 패널은, 도 15에서 패널 #220으로 도시된 바와 같이, 복합재에서 6.5% 이상의 CNT 중량%를 가지고, 2 내지 18 GHz 사이에서 92 dB의 향상된 평균 EMI SE를 산출한다.
상술된 실시예는 단지 본 발명을 예시하는 것이며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서, 상술된 실시예의 많은 변경이 당업자에 의해 고안될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 명세서에서, 본 발명의 예시적인 실시예의 완전한 설명 및 이해를 제공하기 위해서, 많은 특정한 세부사항이 제공되었다. 그러나, 하나 이상의 이러한 세부사항 없이도, 또는 다른 공정, 물질, 구성 등으로도 본 발명을 수행할 수 있다는 것을 당업자는 인식할 것이다.
또한, 일부 예시에서, 예시적인 실시예의 양태를 모호하게 하는 것을 방지하기 위하여, 공지의 구조, 물질, 또는 동작은 상세하게 도시 또는 기재되지 않는다. 도면에 나타난 다양한 실시예는 예시적인 것이며, 필수적으로 도시된 축척인 것은 아니라는 것을 알 수 있다. 명세서를 통한 "일 실시예" 또는 "하나의 실시예" 또는 "일부 실시예"라는 언급은 실시예(들)와 연결해서 기재된 특별한 성질, 구조, 물질, 또는 특징이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되는 것을 의미하며, 반드시 모든 실시예들에 포함되는 것을 의미하는 것은 아니다. 결과적으로, 명세서를 통해 여러 곳에서 기재된 "일 실시예에서", "하나의 실시예에서", 또는 "일부 실시예에서"라는 문구의 등장도 반드시 동일한 실시예를 모두 참조하여야 하는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 특별한 성질, 구조, 물질, 또는 특징은 하나 이상의 실시예에서 적절한 방식으로 결합될 수 있다. 따라서, 이러한 변형은 이하의 청구항 및 그 균등물의 범위 내에 포함됨을 의도한다.
Claims (13)
- 전자기 간섭(electromagnetic interference, EMI) 차폐 적용에 사용되는 복합재에 있어서,
상기 복합재는 매트릭스 물질의 적어도 일부에 배치된 탄소 나노튜브(carbon nanotube, CNT) 주입 섬유 물질을 포함하고,
상기 복합재는 약 0.01 MHz 내지 약 18 GHz의 주파수 범위에서, 전자기(electromagnetic, EM) 방사선을 흡수하고, 전자기 방사선을 반사하고, 또는 이들의 조합을 할 수 있으며,
전자기 간섭(EMI) 차폐 효과(shielding effective, SE)로서 측정되는, 상기 복합재의 전자기 차폐 능력은 약 40 dB 내지 약 130 dB의 범위인
복합재. - 제1항에 있어서,
복수의 전이 금속 나노입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
복합재. - 제2항에 있어서,
상기 나노입자는 철을 포함하는 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 차폐효과(SE)는 레이더 K 밴드(radar K-band)에서 약 90 dB 내지 110 dB인 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 차폐효과(SE)는 레이더 X 밴드(radar X-band)에서 약 90 dB 내지 100 dB인 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 차폐효과(SE)는 레이더 C 밴드(radar C-band)에서 약 80 dB 내지 90 dB인 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 차폐효과(SE)는 레이더 S 밴드(radar S-band)에서 약 70 dB 내지 80 dB인 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 차폐효과(SE)는 레이더 L 밴드(radar L-band)에서 약 50 dB 내지 60 dB인 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 탄소 나노튜브(CNT)는 복합재의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 범위로 존재하는 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 탄소 나노튜브(CNT) 주입 섬유는 유리, 탄소 및 세라믹으로부터 선택되는 섬유 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는
복합재. - 제1항에 있어서,
상기 섬유 물질에 주입된 상기 탄소 나노튜브(CNT)는 상기 복합재 내에서 제어된 배향을 가지는 것을 특징으로 하는
복합재. - 복합재를 제조하는 방법에 있어서,
상기 복합재는 매트릭스 물질의 적어도 일부에 배치된 탄소 나노튜브(CNT) 주입 섬유 물질을 포함하고,
상기 복합재는 약 0.01 MHz 내지 약 18 GHz의 주파수 범위에서, 전자기(EM) 방사선을 흡수하고, 전자기 방사선을 반사하고, 또는 이들의 조합을 할 수 있으며,
전자기 간섭(EMI) 차폐 효과(SE)로서 측정되는, 상기 복합재의 전자기 차폐 능력은 약 40 dB 내지 약 130 dB의 범위이고,
상기 방법은,
매트릭스 물질 내에서 CNT 주입 섬유 물질의 제어된 배향을 가지고, 상기 매트릭스 물질의 일부에 상기 CNT 주입 섬유 물질을 배치시키는 단계; 및
상기 매트릭스 물질을 경화하는 단계를 포함하고,
상기 CNT 주입 섬유 물질의 상기 제어된 배향은, 주입된 CNT의 상대적인 배향을 제어하는
복합재 제조 방법. - 복합재를 포함하는 패널에 있어서,
상기 복합재는 매트릭스 물질의 적어도 일부에 배치된 탄소 나노튜브(CNT) 주입 섬유 물질을 포함하고,
상기 복합재는 약 0.01 MHz 내지 약 18 GHz의 주파수 범위에서, 전자기(EM) 방사선을 흡수하고, 전자기 방사선을 반사하고, 또는 이들의 조합을 할 수 있으며,
전자기 간섭(EMI) 차폐 효과(shielding effective, SE)로서 측정되는, 상기 복합재의 전자기 차폐 능력은 약 40 dB 내지 약 130 dB의 범위이고,
상기 패널은 전기 접지(electrical ground)를 더 구비한
패널.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17250309P | 2009-04-24 | 2009-04-24 | |
| US61/172,503 | 2009-04-24 | ||
| US17343509P | 2009-04-28 | 2009-04-28 | |
| US61/173,435 | 2009-04-28 | ||
| PCT/US2010/032312 WO2010124260A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | Cnt-infused emi shielding composite and coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120023640A true KR20120023640A (ko) | 2012-03-13 |
| KR101763583B1 KR101763583B1 (ko) | 2017-08-01 |
Family
ID=42991109
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117026364A KR101763583B1 (ko) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | 탄소 나노튜브 주입 전자기 간섭 차폐 복합재 및 코팅 |
| KR1020117026363A KR20120017034A (ko) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | Ｃｎｔ 기반 시그니처 제어 물질 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020117026363A KR20120017034A (ko) | 2009-04-24 | 2010-04-23 | Ｃｎｔ 기반 시그니처 제어 물질 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8325079B2 (ko) |
| EP (2) | EP2422595A1 (ko) |
| JP (3) | JP5465779B2 (ko) |
| KR (2) | KR101763583B1 (ko) |
| CN (2) | CN102458825A (ko) |
| AU (2) | AU2010259173B2 (ko) |
| BR (2) | BRPI1016242A2 (ko) |
| CA (2) | CA2758570A1 (ko) |
| WO (2) | WO2010124260A1 (ko) |
| ZA (2) | ZA201107299B (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150091482A (ko) * | 2012-12-04 | 2015-08-11 | 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. | 탄소 나노구조물-코팅된 섬유를 제조하기 위한 방법 |
| KR102295157B1 (ko) * | 2020-03-04 | 2021-08-31 | 텔스타홈멜 주식회사 | 방사선 관전압 및 관전류 검사 장치와, 이를 이용한 방사선 제품 검사 방법 |
| KR20230091224A (ko) * | 2021-12-15 | 2023-06-23 | 한국지질자원연구원 | 전자기 간섭 차폐 물질 및 이의 제조 방법 |
Families Citing this family (96)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110280793A1 (en) | 2004-12-22 | 2011-11-17 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Carbon nanotube fibers/filaments formulated from metal nanoparticle catalyst and carbon source |
| US8951631B2 (en) * | 2007-01-03 | 2015-02-10 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused metal fiber materials and process therefor |
| US8951632B2 (en) | 2007-01-03 | 2015-02-10 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused carbon fiber materials and process therefor |
| US9005755B2 (en) | 2007-01-03 | 2015-04-14 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNS-infused carbon nanomaterials and process therefor |
| US9236669B2 (en) | 2007-08-07 | 2016-01-12 | Nanocomp Technologies, Inc. | Electrically and thermally non-metallic conductive nanostructure-based adapters |
| JP2010080911A (ja) * | 2008-04-30 | 2010-04-08 | Tayca Corp | 広帯域電磁波吸収体及びその製造方法 |
| WO2010036405A1 (en) | 2008-05-07 | 2010-04-01 | Nanocomp Technologies, Inc. | Nanostructure composite sheets and methods of use |
| US9144185B1 (en) | 2009-02-02 | 2015-09-22 | Conductive Composites Company, L.L.C. | Method for manufacturing a panel for reflective broadband electromagnetic shield |
| US20100224129A1 (en) | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Lockheed Martin Corporation | System and method for surface treatment and barrier coating of fibers for in situ cnt growth |
| US9111658B2 (en) | 2009-04-24 | 2015-08-18 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNS-shielded wires |
| JP5465779B2 (ja) | 2009-04-24 | 2014-04-09 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー | カーボンナノチューブベースの性質制御材料 |
| US8664573B2 (en) | 2009-04-27 | 2014-03-04 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-based resistive heating for deicing composite structures |
| US20110089958A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Damage-sensing composite structures |
| US9167736B2 (en) | 2010-01-15 | 2015-10-20 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
| JP5784643B2 (ja) | 2010-03-02 | 2015-09-24 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニーＡｐｐｌｉｅｄ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， Ｌｌｃ | カーボンナノチューブ浸出繊維を含有する電気装置とその製造方法 |
| EP2543099A4 (en) | 2010-03-02 | 2018-03-28 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | Spiral wound electrical devices containing carbon nanotube-infused electrode materials and methods and apparatuses for production thereof |
| US8780526B2 (en) | 2010-06-15 | 2014-07-15 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof |
| CN102372252B (zh) * | 2010-08-23 | 2016-06-15 | 清华大学 | 碳纳米管复合线及其制备方法 |
| US9017854B2 (en) | 2010-08-30 | 2015-04-28 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Structural energy storage assemblies and methods for production thereof |
| EP2629595A2 (en) | 2010-09-23 | 2013-08-21 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
| ITTO20110123A1 (it) * | 2011-02-14 | 2012-08-15 | Alenia Aermacchi Spa | Equipaggiamento per la riduzione della segnatura radar per velivoli. |
| US8834746B1 (en) * | 2011-03-09 | 2014-09-16 | Lockheed Martin Corporation | Nanostructured compositions containing nanoparticles and carbon nanotubes and methods for production thereof |
| US8853540B2 (en) * | 2011-04-19 | 2014-10-07 | Commscope, Inc. Of North Carolina | Carbon nanotube enhanced conductors for communications cables and related communications cables and methods |
| FR2975219B1 (fr) | 2011-05-11 | 2014-10-31 | Arkema France | Procede de fabrication d'un materiau absorbant les radiations d'ondes electromagnetiques, comprenant des nanoparticules de carbone, et materiau obtenu par le procede. |
| WO2013016738A1 (en) * | 2011-07-22 | 2013-01-31 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Carbon nanotube fibers/filaments formulated from metal nanoparticle catalyst and carbon source |
| BR112014008890A2 (pt) * | 2011-10-19 | 2019-04-16 | Applied Nanostructured Sols | sistemas e métodos para produzir continuamente nanoestruturas de carbono em substratos reutilizáveis |
| RU2482149C1 (ru) * | 2011-11-10 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Радиопоглощающий материал |
| DE102011089191A1 (de) | 2011-12-20 | 2013-06-20 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Haushaltsgerät zum Erwärmen von Lebensmitteln |
| DE102011122346A1 (de) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Radareinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Halter für ein Radargerät und Verfahren zum Herstellen eines Absorptionselements für ein Radargerät |
| US9033672B2 (en) * | 2012-01-11 | 2015-05-19 | General Electric Company | Wind turbines and wind turbine rotor blades with reduced radar cross sections |
| US9140234B2 (en) * | 2012-01-11 | 2015-09-22 | General Electric Company | Wind turbine rotor blades with reduced radar cross sections |
| US9575171B1 (en) * | 2012-01-27 | 2017-02-21 | Rockwell Collins, Inc. | Single antenna altimeter |
| CN104094129A (zh) * | 2012-02-01 | 2014-10-08 | 皇家飞利浦有限公司 | 在mri设备中使用的纳米颗粒rf屏蔽 |
| US9085464B2 (en) | 2012-03-07 | 2015-07-21 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Resistance measurement system and method of using the same |
| ZA201205278B (en) * | 2012-04-13 | 2013-04-24 | Applied Nanostructured Sols | Cns-shielded wires |
| US8658256B2 (en) | 2012-06-20 | 2014-02-25 | The Boeing Company | Methods of coating substrates with electrically charged conductive materials, electrically conductive coated substrates, and associated apparatuses |
| JP5583718B2 (ja) * | 2012-07-10 | 2014-09-03 | 株式会社リケン | 電波吸収体 |
| EP2892859A2 (en) | 2012-09-04 | 2015-07-15 | OCV Intellectual Capital, LLC | Dispersion of carbon enhanced reinforcement fibers in aqueous or non-aqueous media |
| US9447259B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-09-20 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Composite materials formed by shear mixing of carbon nanostructures and related methods |
| US9133031B2 (en) | 2012-10-04 | 2015-09-15 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Carbon nanostructure layers and methods for making the same |
| US9327969B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-05-03 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Microwave transmission assemblies fabricated from carbon nanostructure polymer composites |
| WO2014089001A1 (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-12 | Ocv Intellectual Capital, Llc | Post-coated carbon enhanced reinforcement tow and chopped strands and method for forming same |
| GB201300568D0 (en) * | 2013-01-14 | 2013-02-27 | Bae Systems Plc | Electromagnetic absorbing composition |
| US10312596B2 (en) | 2013-01-17 | 2019-06-04 | Hrl Laboratories, Llc | Dual-polarization, circularly-polarized, surface-wave-waveguide, artificial-impedance-surface antenna |
| ES2943257T3 (es) | 2013-06-17 | 2023-06-12 | Nanocomp Technologies Inc | Agentes exfoliantes-dispersantes para nanotubos, haces y fibras |
| CN103408899B (zh) * | 2013-07-16 | 2015-06-03 | 同济大学 | 一种类树结构微纳吸波剂/环氧树脂复合吸波材料的制备方法 |
| US9263800B2 (en) | 2013-12-27 | 2016-02-16 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Artificial skin for radar mannequins |
| WO2015155040A1 (en) * | 2014-04-09 | 2015-10-15 | Re-Turn As | Paints and gelcoats with high cnt content |
| CN204146387U (zh) * | 2014-04-23 | 2015-02-11 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 防辐射防静电面料及防辐射防静电服装 |
| US9834318B2 (en) | 2014-04-25 | 2017-12-05 | Rohr, Inc. | Lightning strike protection for composite components |
| US9802373B2 (en) | 2014-06-11 | 2017-10-31 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Methods for processing three-dimensional printed objects using microwave radiation |
| US10399322B2 (en) | 2014-06-11 | 2019-09-03 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Three-dimensional printing using carbon nanostructures |
| US10983194B1 (en) | 2014-06-12 | 2021-04-20 | Hrl Laboratories, Llc | Metasurfaces for improving co-site isolation for electronic warfare applications |
| US9704628B2 (en) | 2014-06-23 | 2017-07-11 | Council Of Scientific And Industrial Research | Ferrofluid-MWCNT hybrid nanocomposite in liquid state |
| JP6843738B2 (ja) | 2014-07-30 | 2021-03-17 | ジェネラル ナノ エルエルシー | カーボンナノチューブシート構造体およびその製造方法 |
| FI10797U1 (fi) * | 2014-12-04 | 2015-03-10 | Wicetec Oy | Johdinliitos kuparijohtimen kytkemiseksi |
| GB201421827D0 (en) * | 2014-12-09 | 2015-01-21 | Short Brothers Plc | Fibre-reinforced components including nanostructures |
| CN106103567B (zh) | 2014-12-26 | 2019-04-09 | 株式会社Lg化学 | 用于雷达罩的树脂组合物、由该树脂组合物得到的雷达罩以及雷达*** |
| WO2016126818A1 (en) | 2015-02-03 | 2016-08-11 | Nanocomp Technologies, Inc. | Carbon nanotube structures and methods for production thereof |
| US11754205B2 (en) | 2015-02-23 | 2023-09-12 | Exotex, Inc. | Method and apparatus of making pipes and panels using a treated fiber thread to weave, braid or spin products |
| WO2016135689A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Valgimigli Andrea | Composite shielding material |
| JP6835393B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2021-02-24 | ニッタ株式会社 | 炭素繊維強化成形体の製造方法 |
| US9908978B2 (en) | 2015-04-08 | 2018-03-06 | Arevo Inc. | Method to manufacture polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing to improve material properties |
| EP3308614B1 (en) | 2015-06-09 | 2020-08-19 | 3M Innovative Properties Company | High frequency electromagnetic interference (emi) composites |
| WO2017053388A1 (en) | 2015-09-21 | 2017-03-30 | Exotex, Inc. | Thermally insulating pipes |
| US11117311B2 (en) | 2015-10-05 | 2021-09-14 | Arevo, Inc. | Amorphous polyaryletherketone and blends thereof for use in additive manufacturing |
| US10758936B2 (en) * | 2015-12-08 | 2020-09-01 | The Boeing Company | Carbon nanomaterial composite sheet and method for making the same |
| US11235560B2 (en) * | 2015-12-25 | 2022-02-01 | Zeon Corporation | Electromagnetic wave absorption material and electromagnetic wave absorber |
| US11058039B2 (en) | 2015-12-29 | 2021-07-06 | 3M Innovative Properties Company | Composites for high frequency electromagnetic interference (EMI) applications |
| US11021369B2 (en) | 2016-02-04 | 2021-06-01 | General Nano Llc | Carbon nanotube sheet structure and method for its making |
| US10257965B1 (en) | 2016-07-01 | 2019-04-09 | Conductive Composites Company Ip, Llc | Electromagnetically shielded coverings for optical openings |
| RU2739513C1 (ru) * | 2017-01-23 | 2020-12-25 | Лагервей Винд Б.В. | Ветроэнергетическая система с низкими электромагнитными помехами |
| KR102424424B1 (ko) * | 2017-03-28 | 2022-07-22 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 |
| US10370790B2 (en) | 2017-04-25 | 2019-08-06 | International Business Machines Corporation | Textiles including carbon nanotubes |
| US10480916B1 (en) | 2017-09-07 | 2019-11-19 | Gregory Saltz | Low-observable projectile |
| CN109873675A (zh) * | 2017-12-01 | 2019-06-11 | 上海航空电器有限公司 | 一种基于fpga的飞机蒙皮可见光隐身*** |
| CN109659702B (zh) * | 2018-11-13 | 2020-02-14 | 华中科技大学 | 一种新型可调太赫兹超材料吸波结构 |
| US10669436B1 (en) | 2018-11-16 | 2020-06-02 | Conductive Composites Company Ip, Llc | Multifunctional paints and caulks with controllable electromagnetic properties |
| US20220041451A1 (en) * | 2018-12-14 | 2022-02-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Fabrication of carbon-based nanostructures on metallic substrates, including aluminum-containing substrates |
| CN113544795A (zh) * | 2019-03-01 | 2021-10-22 | 密歇根大学董事会 | 基于超薄导体的半透明电磁干扰屏蔽 |
| CN110048238A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-07-23 | 南京邮电大学 | 一种基于多种介质材料的可调谐超材料吸波器 |
| US11774644B1 (en) | 2019-08-29 | 2023-10-03 | Apple Inc. | Electronic devices with image transport layers having light absorbing material |
| CN110483980B (zh) * | 2019-08-30 | 2021-05-25 | 东北师范大学 | 一种复合电磁屏蔽材料及其制备方法和应用 |
| GB201912962D0 (en) * | 2019-09-09 | 2019-10-23 | Q Flo Ltd | Electromagnetic waveguide |
| CN110733185B (zh) * | 2019-09-12 | 2022-02-08 | 巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司 | 一种吸波夹心泡沫及其制备方法 |
| CN110670107B (zh) * | 2019-09-19 | 2021-09-03 | 中山大学 | 碳化钛纳米片/碳纳米管电磁屏蔽薄膜及其制备方法 |
| JP2021057545A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 三恵技研工業株式会社 | 電磁波吸収材料及び電磁波吸収樹脂成型体 |
| KR102308382B1 (ko) * | 2019-12-26 | 2021-10-05 | 신라대학교 산학협력단 | 플라즈마 처리를 이용한 전자파 차폐재 및 이의 제조 방법 |
| CN213862058U (zh) * | 2020-04-09 | 2021-08-03 | 莱尔德技术股份有限公司 | 电磁干扰emi吸收体、雷达支架、汽车和汽车部件 |
| EP4194194A1 (en) * | 2020-08-05 | 2023-06-14 | Nitto Denko Corporation | Multilayer body and electromagnetic wave absorber |
| CN112839500B (zh) * | 2020-12-04 | 2022-04-08 | 浙江工业大学 | 一种蛋黄壳空心四氧化三铁@空气@碳纳米复合吸波材料及其制备方法 |
| KR102565766B1 (ko) * | 2020-12-31 | 2023-08-11 | 한국표준과학연구원 | 음향에너지 소산을 위한 메타표면 |
| KR102562649B1 (ko) * | 2020-12-31 | 2023-08-03 | 한국표준과학연구원 | 반사각 조절 및 음향에너지 소산을 위한 메타표면 |
| KR102589937B1 (ko) * | 2021-04-01 | 2023-10-17 | 현대모비스 주식회사 | 레이더용 웨이브가이드 |
| US11864535B2 (en) | 2021-12-21 | 2024-01-09 | X Development Llc | Mount for a calibration target for ultrasonic removal of ectoparasites from fish |
| WO2024081360A1 (en) * | 2022-10-13 | 2024-04-18 | Laird Technologies, Inc. | Decreasing migration of materials from thermal management and/or electromagnetic interference (emi) mitigation materials |
Family Cites Families (404)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2883306A (en) * | 1955-04-15 | 1959-04-21 | Westinghouse Electric Corp | Electrode coating process and apparatus |
| US3580731A (en) | 1967-09-26 | 1971-05-25 | Gen Technologies Corp | Method of treating the surface of a filament |
| JPS52129295A (en) | 1976-04-23 | 1977-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Solar battery device and its production |
| US4313084A (en) * | 1978-03-27 | 1982-01-26 | Nippon Electric Co., Ltd. | Laminated structure of double-layer capacitor |
| US4408259A (en) | 1979-02-09 | 1983-10-04 | Matsushita Electric Industrial Company, Limited | Electrochemical double-layer capacitor |
| US4530750A (en) | 1981-03-20 | 1985-07-23 | A. S. Laboratories, Inc. | Apparatus for coating optical fibers |
| US4515107A (en) * | 1982-11-12 | 1985-05-07 | Sovonics Solar Systems | Apparatus for the manufacture of photovoltaic devices |
| DE3307066A1 (de) * | 1983-03-01 | 1984-09-13 | Dornier Gmbh, 7990 Friedrichshafen | Mehrschichtiger faserverbundwerkstoff |
| US5221605A (en) | 1984-10-31 | 1993-06-22 | Igen, Inc. | Luminescent metal chelate labels and means for detection |
| US5238808A (en) | 1984-10-31 | 1993-08-24 | Igen, Inc. | Luminescent metal chelate labels and means for detection |
| US5310687A (en) * | 1984-10-31 | 1994-05-10 | Igen, Inc. | Luminescent metal chelate labels and means for detection |
| JPS61157495U (ko) | 1985-03-23 | 1986-09-30 | ||
| JPS61273902A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-04 | Harada Sangyo:Kk | 電磁波シ−ルド性合成木板 |
| US4707349A (en) | 1986-02-28 | 1987-11-17 | Hjersted Norman B | Process of preparing a preferred ferric sulfate solution, and product |
| US4920917A (en) * | 1987-03-18 | 1990-05-01 | Teijin Limited | Reactor for depositing a layer on a moving substrate |
| US5130194A (en) | 1988-02-22 | 1992-07-14 | The Boeing Company | Coated ceramic fiber |
| AT390059B (de) | 1988-02-26 | 1990-03-12 | Danutec Werkstoff | Diamine und bismaleinimide, sowie daraus hergestellte polyimide |
| CA2004076A1 (en) * | 1988-11-29 | 1990-05-29 | Makoto Miyazaki | Sulfone compounds, process for surface-treating reinforcing fibers using same and surface-treated reinforcing fibers obtained thereby |
| US5187021A (en) | 1989-02-08 | 1993-02-16 | Diamond Fiber Composites, Inc. | Coated and whiskered fibers for use in composite materials |
| US5156225A (en) | 1990-07-30 | 1992-10-20 | Murrin Craig M | Electric battery as structural component of vehicle |
| JP2824808B2 (ja) | 1990-11-16 | 1998-11-18 | キヤノン株式会社 | マイクロ波プラズマｃｖｄ法による大面積の機能性堆積膜を連続的に形成する装置 |
| US5173367A (en) | 1991-01-15 | 1992-12-22 | Ethyl Corporation | Ceramic composites |
| US5103067A (en) * | 1991-02-19 | 1992-04-07 | Champlain Cable Corporation | Shielded wire and cable |
| US5246794A (en) | 1991-03-19 | 1993-09-21 | Eveready Battery Company, Inc. | Cathode collector made from carbon fibrils |
| JPH07102621B2 (ja) | 1991-12-16 | 1995-11-08 | 哲士 中村 | Ｆｒｐとそのｆｒｐの非破壊検査装置 |
| US20020085974A1 (en) | 1992-01-15 | 2002-07-04 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Surface treatment of carbon microfibers |
| US5946587A (en) | 1992-08-06 | 1999-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Continuous forming method for functional deposited films |
| JP2991890B2 (ja) * | 1993-05-14 | 1999-12-20 | 三菱電機株式会社 | 赤外線放射抑制体、それを設けられてなるレーダドーム及び移動物体 |
| US5581438A (en) | 1993-05-21 | 1996-12-03 | Halliop; Wojtek | Supercapacitor having electrodes with non-activated carbon fibers |
| US5547525A (en) | 1993-09-29 | 1996-08-20 | Thiokol Corporation | Electrostatic discharge reduction in energetic compositions |
| US5470408A (en) | 1993-10-22 | 1995-11-28 | Thiokol Corporation | Use of carbon fibrils to enhance burn rate of pyrotechnics and gas generants |
| JP3728326B2 (ja) | 1993-11-08 | 2005-12-21 | 大日本印刷株式会社 | 基材並びにその製造装置及び製造方法 |
| JP3571785B2 (ja) | 1993-12-28 | 2004-09-29 | キヤノン株式会社 | 堆積膜形成方法及び堆積膜形成装置 |
| US5583318A (en) | 1993-12-30 | 1996-12-10 | Lucent Technologies Inc. | Multi-layer shield for absorption of electromagnetic energy |
| US6233135B1 (en) | 1994-10-07 | 2001-05-15 | Maxwell Energy Products, Inc. | Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes |
| US5449574A (en) | 1994-12-06 | 1995-09-12 | Hughes Aircraft Company | Electical device having alternating layers of fibrous electrodes |
| WO1996029564A2 (en) | 1995-03-14 | 1996-09-26 | Thiokol Corporation | Infrared tracer compositions |
| JPH08323748A (ja) | 1995-05-29 | 1996-12-10 | Toho Rayon Co Ltd | 成形材料及びその製造方法 |
| JP3119172B2 (ja) | 1995-09-13 | 2000-12-18 | 日新電機株式会社 | プラズマｃｖｄ法及び装置 |
| US5707758A (en) * | 1995-09-27 | 1998-01-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Secondary battery |
| JPH09111135A (ja) * | 1995-10-23 | 1997-04-28 | Mitsubishi Materials Corp | 導電性ポリマー組成物 |
| JPH09115334A (ja) | 1995-10-23 | 1997-05-02 | Mitsubishi Materiais Corp | 透明導電膜および膜形成用組成物 |
| US5949018A (en) | 1996-12-23 | 1999-09-07 | Commscope, Inc. Of North Carolina | Water blocked shielded coaxial cable |
| US6683783B1 (en) | 1997-03-07 | 2004-01-27 | William Marsh Rice University | Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes |
| US5997832A (en) | 1997-03-07 | 1999-12-07 | President And Fellows Of Harvard College | Preparation of carbide nanorods |
| US20080063585A1 (en) * | 1997-03-07 | 2008-03-13 | William Marsh Rice University, A Texas University | Fullerene nanotube compositions |
| DE19721348A1 (de) | 1997-05-22 | 1998-11-26 | Varta Batterie | Mehrzelliger Akkumulator |
| JP2002515847A (ja) | 1997-05-29 | 2002-05-28 | ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ | 単層カーボンナノチューブ類から形成された炭素繊維類 |
| US6205016B1 (en) | 1997-06-04 | 2001-03-20 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Fibril composite electrode for electrochemical capacitors |
| US6479030B1 (en) | 1997-09-16 | 2002-11-12 | Inorganic Specialists, Inc. | Carbon electrode material |
| US5934617A (en) * | 1997-09-22 | 1999-08-10 | Northcoast Technologies | De-ice and anti-ice system and method for aircraft surfaces |
| JP3740295B2 (ja) | 1997-10-30 | 2006-02-01 | キヤノン株式会社 | カーボンナノチューブデバイス、その製造方法及び電子放出素子 |
| JPH11134949A (ja) | 1997-11-04 | 1999-05-21 | Hitachi Cable Ltd | 音響または映像用中継ケーブル |
| US6180281B1 (en) * | 1997-12-12 | 2001-01-30 | Johnson Research & Development Company, Inc. | Composite separator and electrode |
| DE69908990T2 (de) | 1998-01-29 | 2004-05-19 | Coi Ceramics, Inc., San Diego | Verfahren zur Herstellung von geschlichteten beschichteten keramischen Fasern |
| KR20010074667A (ko) * | 1998-06-19 | 2001-08-08 | 추후보정 | 자립 정렬형 탄소 나노튜브 및 그 합성방법 |
| US6455021B1 (en) | 1998-07-21 | 2002-09-24 | Showa Denko K.K. | Method for producing carbon nanotubes |
| US6692717B1 (en) * | 1999-09-17 | 2004-02-17 | William Marsh Rice University | Catalytic growth of single-wall carbon nanotubes from metal particles |
| US7150864B1 (en) | 1998-09-18 | 2006-12-19 | William Marsh Rice University | Ropes comprised of single-walled and double-walled carbon nanotubes |
| US6232706B1 (en) | 1998-11-12 | 2001-05-15 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Self-oriented bundles of carbon nanotubes and method of making same |
| US6265466B1 (en) | 1999-02-12 | 2001-07-24 | Eikos, Inc. | Electromagnetic shielding composite comprising nanotubes |
| US6221154B1 (en) * | 1999-02-18 | 2001-04-24 | City University Of Hong Kong | Method for growing beta-silicon carbide nanorods, and preparation of patterned field-emitters by chemical vapor depositon (CVD) |
| JP2000252171A (ja) | 1999-03-03 | 2000-09-14 | Asahi Glass Co Ltd | 電気二重層キャパシタの製造方法 |
| US6331209B1 (en) | 1999-04-21 | 2001-12-18 | Jin Jang | Method of forming carbon nanotubes |
| US6284175B1 (en) * | 1999-04-29 | 2001-09-04 | Northrop Grumman Corporation | Method for reducing reflected radio frequency electromagnetic radiation |
| US6333016B1 (en) | 1999-06-02 | 2001-12-25 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Method of producing carbon nanotubes |
| US20030091496A1 (en) * | 2001-07-23 | 2003-05-15 | Resasco Daniel E. | Method and catalyst for producing single walled carbon nanotubes |
| US7816709B2 (en) | 1999-06-02 | 2010-10-19 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Single-walled carbon nanotube-ceramic composites and methods of use |
| US6225565B1 (en) | 1999-06-07 | 2001-05-01 | The Untied States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Flexible cable providing EMI shielding |
| US6913075B1 (en) | 1999-06-14 | 2005-07-05 | Energy Science Laboratories, Inc. | Dendritic fiber material |
| US6361861B2 (en) * | 1999-06-14 | 2002-03-26 | Battelle Memorial Institute | Carbon nanotubes on a substrate |
| US7132161B2 (en) * | 1999-06-14 | 2006-11-07 | Energy Science Laboratories, Inc. | Fiber adhesive material |
| US6686537B1 (en) * | 1999-07-22 | 2004-02-03 | Belden Wire & Cable Company | High performance data cable and a UL 910 plenum non-fluorinated jacket high performance data cable |
| ATE494261T1 (de) | 1999-10-27 | 2011-01-15 | Univ Rice William M | Makroskopische geordnete anordnung von kohlenstoffnanoröhren |
| DE19958473A1 (de) | 1999-12-04 | 2001-06-07 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung von Kompositschichten mit einer Plasmastrahlquelle |
| KR100515571B1 (ko) | 2000-02-08 | 2005-09-20 | 주식회사 엘지화학 | 중첩 전기 화학 셀 |
| FR2805179B1 (fr) | 2000-02-23 | 2002-09-27 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'obtention de fibres et de rubans macroscopiques a partir de particules colloidales, et notamment de nanotubes de carbone |
| AU2001255169A1 (en) | 2000-03-07 | 2001-09-17 | Robert P. H. Chang | Carbon nanostructures and methods of preparation |
| KR100360470B1 (ko) * | 2000-03-15 | 2002-11-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 저압-ｄｃ-열화학증착법을 이용한 탄소나노튜브 수직배향증착 방법 |
| SE0001123L (sv) | 2000-03-30 | 2001-10-01 | Abb Ab | Kraftkabel |
| US6479028B1 (en) | 2000-04-03 | 2002-11-12 | The Regents Of The University Of California | Rapid synthesis of carbon nanotubes and carbon encapsulated metal nanoparticles by a displacement reaction |
| KR100487069B1 (ko) * | 2000-04-12 | 2005-05-03 | 일진나노텍 주식회사 | 새로운 물질로 이루어진 전극을 이용하는 수퍼 커패시터 및 그 제조 방법 |
| US6653005B1 (en) | 2000-05-10 | 2003-11-25 | University Of Central Florida | Portable hydrogen generator-fuel cell apparatus |
| US6413487B1 (en) | 2000-06-02 | 2002-07-02 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Method and apparatus for producing carbon nanotubes |
| US6908572B1 (en) | 2000-07-17 | 2005-06-21 | University Of Kentucky Research Foundation | Mixing and dispersion of nanotubes by gas or vapor expansion |
| EP1182272A1 (fr) * | 2000-08-23 | 2002-02-27 | Cold Plasma Applications C.P.A. | Procédé et dispositif permettant le dépôt de couches métalliques en continu par plasma froid |
| US6420293B1 (en) | 2000-08-25 | 2002-07-16 | Rensselaer Polytechnic Institute | Ceramic matrix nanocomposites containing carbon nanotubes for enhanced mechanical behavior |
| JP2002094286A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 電波吸収体 |
| US6653619B2 (en) | 2000-09-15 | 2003-11-25 | Agilent Technologies, Inc. | Optical motion encoder with a reflective member allowing the light source and sensor to be on the same side |
| US6495258B1 (en) | 2000-09-20 | 2002-12-17 | Auburn University | Structures with high number density of carbon nanotubes and 3-dimensional distribution |
| US6682677B2 (en) | 2000-11-03 | 2004-01-27 | Honeywell International Inc. | Spinning, processing, and applications of carbon nanotube filaments, ribbons, and yarns |
| EP1332504A2 (en) | 2000-11-09 | 2003-08-06 | Foc Frankenburg Oil Company Est. | A supercapacitor and a method of manufacturing such a supercapacitor |
| JP3912583B2 (ja) | 2001-03-14 | 2007-05-09 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 配向性カーボンナノチューブ膜の製造方法 |
| JP3981566B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2007-09-26 | 守信 遠藤 | 膨張炭素繊維体の製造方法 |
| US7265174B2 (en) | 2001-03-22 | 2007-09-04 | Clemson University | Halogen containing-polymer nanocomposite compositions, methods, and products employing such compositions |
| JP2004529840A (ja) * | 2001-03-26 | 2004-09-30 | エイコス・インコーポレーテッド | 構造体と修復用組成物におけるカーボンナノチューブ |
| AUPR421701A0 (en) * | 2001-04-04 | 2001-05-17 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Process and apparatus for the production of carbon nanotubes |
| US7160531B1 (en) * | 2001-05-08 | 2007-01-09 | University Of Kentucky Research Foundation | Process for the continuous production of aligned carbon nanotubes |
| WO2002095097A1 (en) * | 2001-05-21 | 2002-11-28 | Trustees Of Boston College, The | Varied morphology carbon nanotubes and methods for their manufacture |
| WO2002100931A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-19 | Eikos, Inc. | Nanocomposite dielectrics |
| US7341498B2 (en) * | 2001-06-14 | 2008-03-11 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Method of irradiating field emission cathode having nanotubes |
| DE60206931T2 (de) | 2001-06-29 | 2006-07-27 | Zeon Corp. | Polyetherpolymer, verfahren zu seiner herstellung, zusammensetzung für polymerfestelektrolyt und verwendung davon |
| US7125502B2 (en) | 2001-07-06 | 2006-10-24 | William Marsh Rice University | Fibers of aligned single-wall carbon nanotubes and process for making the same |
| US6783702B2 (en) | 2001-07-11 | 2004-08-31 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Polyvinylidene fluoride composites and methods for preparing same |
| JP3866542B2 (ja) | 2001-07-11 | 2007-01-10 | 本田技研工業株式会社 | 円筒型電気二重層キャパシタの製造方法 |
| AU2002330924A1 (en) | 2001-07-27 | 2003-02-17 | A 123 Systems | Battery structures, self-organizing structures and related methods |
| AU2002332422C1 (en) | 2001-07-27 | 2008-03-13 | Eikos, Inc. | Conformal coatings comprising carbon nanotubes |
| WO2003011755A1 (en) | 2001-07-27 | 2003-02-13 | University Of Surrey | Production of carbon nanotubes |
| JP2003045760A (ja) | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Asahi Glass Co Ltd | 積層型電気二重層キャパシタモジュール |
| US7329698B2 (en) * | 2001-08-06 | 2008-02-12 | Showa Denko K.K. | Conductive curable resin composition and separator for fuel cell |
| US20060063065A1 (en) | 2001-08-10 | 2006-03-23 | Clarke Robert L | Battery with bifunctional electrolyte |
| US6986966B2 (en) | 2001-08-10 | 2006-01-17 | Plurion Systems, Inc. | Battery with bifunctional electrolyte |
| US20030044678A1 (en) * | 2001-08-25 | 2003-03-06 | Esq. Tyson Winarski | Polymer battery that also serves as a durable housing for portable electronic devices and microchips |
| DE60229955D1 (de) | 2001-08-29 | 2009-01-02 | Georgia Tech Res Inst | Zusammensetzungen, welche stäbchenförmige polymere und nanoröhrenförmige strukturen umfassen, sowie verfahren zur herstellung derselben |
| US7070472B2 (en) * | 2001-08-29 | 2006-07-04 | Motorola, Inc. | Field emission display and methods of forming a field emission display |
| US6656339B2 (en) * | 2001-08-29 | 2003-12-02 | Motorola, Inc. | Method of forming a nano-supported catalyst on a substrate for nanotube growth |
| US6837928B1 (en) * | 2001-08-30 | 2005-01-04 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Electric field orientation of carbon nanotubes |
| US6528572B1 (en) * | 2001-09-14 | 2003-03-04 | General Electric Company | Conductive polymer compositions and methods of manufacture thereof |
| US7022776B2 (en) * | 2001-11-07 | 2006-04-04 | General Electric | Conductive polyphenylene ether-polyamide composition, method of manufacture thereof, and article derived therefrom |
| AU2002357037A1 (en) | 2001-11-30 | 2003-06-17 | The Trustees Of Boston College | Coated carbon nanotube array electrodes |
| US6921462B2 (en) | 2001-12-17 | 2005-07-26 | Intel Corporation | Method and apparatus for producing aligned carbon nanotube thermal interface structure |
| CA2470025C (en) * | 2001-12-21 | 2012-02-21 | Battelle Memorial Institute | Carbon nanotube-containing structures, methods of making, and processes using same |
| JP4404961B2 (ja) * | 2002-01-08 | 2010-01-27 | 双葉電子工業株式会社 | カーボンナノ繊維の製造方法。 |
| TWI236505B (en) | 2002-01-14 | 2005-07-21 | Nat Science Council | Thermal cracking chemical vapor deposition process for nanocarbonaceous material |
| US20040210289A1 (en) | 2002-03-04 | 2004-10-21 | Xingwu Wang | Novel nanomagnetic particles |
| JP3972674B2 (ja) * | 2002-02-14 | 2007-09-05 | 東レ株式会社 | 炭素繊維その製造方法および炭素繊維強化樹脂組成物 |
| JP4168676B2 (ja) | 2002-02-15 | 2008-10-22 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 製膜方法 |
| JP3922039B2 (ja) | 2002-02-15 | 2007-05-30 | 株式会社日立製作所 | 電磁波吸収材料及びそれを用いた各種製品 |
| CN1176014C (zh) | 2002-02-22 | 2004-11-17 | 清华大学 | 一种直接合成超长连续单壁碳纳米管的工艺方法 |
| US6936653B2 (en) | 2002-03-14 | 2005-08-30 | Carbon Nanotechnologies, Inc. | Composite materials comprising polar polymers and single-wall carbon nanotubes |
| US6934600B2 (en) | 2002-03-14 | 2005-08-23 | Auburn University | Nanotube fiber reinforced composite materials and method of producing fiber reinforced composites |
| US7405854B2 (en) * | 2002-03-21 | 2008-07-29 | Cornell Research Foundation, Inc. | Fibrous micro-composite material |
| US7085125B2 (en) * | 2002-03-21 | 2006-08-01 | Chien-Min Sung | Carbon nanotube devices and uses therefor |
| WO2003082733A2 (en) | 2002-04-03 | 2003-10-09 | Canterprise Ltd. | Continuous method for producing inorganic nanotubes |
| US7935415B1 (en) | 2002-04-17 | 2011-05-03 | Conductive Composites Company, L.L.C. | Electrically conductive composite material |
| PT1506085T (pt) | 2002-04-23 | 2017-03-13 | Ctc Global Corp | Cabo reforçado de núcleo compósito de condutor de alumínio e método de fabrico |
| US6887451B2 (en) | 2002-04-30 | 2005-05-03 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Process for preparing carbon nanotubes |
| US6905667B1 (en) * | 2002-05-02 | 2005-06-14 | Zyvex Corporation | Polymer and method for using the polymer for noncovalently functionalizing nanotubes |
| US7445817B2 (en) | 2002-05-08 | 2008-11-04 | Btu International Inc. | Plasma-assisted formation of carbon structures |
| CN1302843C (zh) | 2002-05-08 | 2007-03-07 | 达纳公司 | 等离子体辅助渗碳 |
| FR2841233B1 (fr) | 2002-06-24 | 2004-07-30 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de depot par pyrolyse de nanotubes de carbone |
| JP2004039668A (ja) | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Pentel Corp | 入力装置搭載の液晶ディスプレイ装置 |
| US6852410B2 (en) * | 2002-07-01 | 2005-02-08 | Georgia Tech Research Corporation | Macroscopic fiber comprising single-wall carbon nanotubes and acrylonitrile-based polymer and process for making the same |
| US7061749B2 (en) | 2002-07-01 | 2006-06-13 | Georgia Tech Research Corporation | Supercapacitor having electrode material comprising single-wall carbon nanotubes and process for making the same |
| JP2004039989A (ja) * | 2002-07-05 | 2004-02-05 | Nisshinbo Ind Inc | ディスプレイ用透視性電磁波シールド積層体及びその製造方法並びにディスプレイ装置 |
| US6979947B2 (en) * | 2002-07-09 | 2005-12-27 | Si Diamond Technology, Inc. | Nanotriode utilizing carbon nanotubes and fibers |
| WO2004009884A1 (en) | 2002-07-19 | 2004-01-29 | University Of Florida | Transparent electrodes from single wall carbon nanotubes |
| US6837729B2 (en) * | 2002-09-10 | 2005-01-04 | Tyco Electronics Corporation | High power electrical contactor with improved bridge contact mechanism |
| FR2844510B1 (fr) | 2002-09-12 | 2006-06-16 | Snecma Propulsion Solide | Structure fibreuse tridimensionnelle en fibres refractaires, procede pour sa realisation et application aux materiaux composites thermostructuraux |
| US7153452B2 (en) | 2002-09-12 | 2006-12-26 | Clemson University | Mesophase pitch-based carbon fibers with carbon nanotube reinforcements |
| CN100411979C (zh) | 2002-09-16 | 2008-08-20 | 清华大学 | 一种碳纳米管绳及其制造方法 |
| US7448441B2 (en) | 2002-09-17 | 2008-11-11 | Alliance For Sustainable Energy, Llc | Carbon nanotube heat-exchange systems |
| EP1540378A4 (en) | 2002-09-20 | 2008-09-10 | Trustees Of Boston College Low | NANOROUS COAGULAR SENSORS FOR MAGNETIC MICROSCOPY ON NANOMASSIC STATION |
| JP3735651B2 (ja) | 2002-10-08 | 2006-01-18 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | カーボンナノファイバー分散樹脂繊維強化複合材料 |
| US7431965B2 (en) | 2002-11-01 | 2008-10-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Continuous growth of single-wall carbon nanotubes using chemical vapor deposition |
| US7645400B2 (en) * | 2002-11-01 | 2010-01-12 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Composition containing carbon nanotubes having a coating |
| JP3969650B2 (ja) | 2002-11-19 | 2007-09-05 | 日精樹脂工業株式会社 | 複合樹脂成形品におけるスキン層の層厚制御方法 |
| DE60334843D1 (de) | 2002-11-27 | 2010-12-16 | Univ Rice William M | Verbundwerkstoffe aus funktionalisierten nanoröhren und polymer und wechselwirkungen mit strahlung |
| US6831826B2 (en) | 2002-11-29 | 2004-12-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Polarized electrode for electric double-layer condenser, and electric double-layer condenser manufactured using the same, and process for manufacturing electrode sheet for electric double-layer condenser, and laminating apparatus |
| CN1290763C (zh) | 2002-11-29 | 2006-12-20 | 清华大学 | 一种生产碳纳米管的方法 |
| US7844347B2 (en) | 2002-12-06 | 2010-11-30 | Medtronic, Inc. | Medical devices incorporating carbon nanotube material and methods of fabricating same |
| WO2004059806A2 (en) | 2002-12-20 | 2004-07-15 | Alnaire Laboratories Corporation | Optical pulse lasers |
| TWI304321B (en) * | 2002-12-27 | 2008-12-11 | Toray Industries | Layered products, electromagnetic wave shielding molded articles and method for production thereof |
| JP2006521212A (ja) | 2003-01-23 | 2006-09-21 | ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ | スマート材料：ナノチューブ検知システム、ナノチューブ検知複合材料、およびナノチューブ検知デバイスによる歪みの検知と応力の測定 |
| JP4251882B2 (ja) | 2003-02-10 | 2009-04-08 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| CA2518067A1 (en) | 2003-03-05 | 2004-09-16 | William B. Duff, Jr. | Electrical charge storage device having enhanced power characteristics |
| DE602004007898T2 (de) | 2003-03-07 | 2008-04-17 | SeldonTechnologies, LLC, Windsor | Reinigung von fluiden medien mit nanomaterialien |
| US7419601B2 (en) | 2003-03-07 | 2008-09-02 | Seldon Technologies, Llc | Nanomesh article and method of using the same for purifying fluids |
| CN1286716C (zh) * | 2003-03-19 | 2006-11-29 | 清华大学 | 一种生长碳纳米管的方法 |
| US20040199069A1 (en) | 2003-04-02 | 2004-10-07 | Connelly Patrick R. | Device and method for preventing magnetic resonance imaging induced damage |
| US7579077B2 (en) | 2003-05-05 | 2009-08-25 | Nanosys, Inc. | Nanofiber surfaces for use in enhanced surface area applications |
| US7074294B2 (en) | 2003-04-17 | 2006-07-11 | Nanosys, Inc. | Structures, systems and methods for joining articles and materials and uses therefor |
| FR2854409B1 (fr) | 2003-04-30 | 2005-06-17 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'obtention de fibres a haute teneur en particules colloidales et fibres composites obtenues |
| KR100827861B1 (ko) * | 2003-05-22 | 2008-05-07 | 지벡스 퍼포먼스 머티리얼즈, 엘엘씨 | 나노복합물 및 이의 제조 방법 |
| US7531267B2 (en) | 2003-06-02 | 2009-05-12 | Kh Chemicals Co., Ltd. | Process for preparing carbon nanotube electrode comprising sulfur or metal nanoparticles as a binder |
| US7261779B2 (en) | 2003-06-05 | 2007-08-28 | Lockheed Martin Corporation | System, method, and apparatus for continuous synthesis of single-walled carbon nanotubes |
| US7295423B1 (en) | 2003-07-09 | 2007-11-13 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based adhesive electrode and methods of making same |
| US20050266298A1 (en) | 2003-07-09 | 2005-12-01 | Maxwell Technologies, Inc. | Dry particle based electro-chemical device and methods of making same |
| US7786736B2 (en) | 2003-08-06 | 2010-08-31 | University Of Delaware | Method and system for detecting damage in aligned carbon nanotube fiber composites using networks |
| US7354988B2 (en) * | 2003-08-12 | 2008-04-08 | General Electric Company | Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof |
| EP1506975A1 (en) | 2003-08-13 | 2005-02-16 | Vantico GmbH | Nanocomposites based on polyurethane or polyurethane-epoxy hybrid resins prepared avoiding isocyanates |
| US7612138B2 (en) * | 2005-01-25 | 2009-11-03 | International Technology Center | Electromagnetic radiation attenuation |
| US7235159B2 (en) | 2003-09-17 | 2007-06-26 | Molecular Nanosystems, Inc. | Methods for producing and using catalytic substrates for carbon nanotube growth |
| WO2005047370A2 (en) | 2003-10-15 | 2005-05-26 | Michigan State University | Bio-based epoxy, their nanocomposites and methods for making those |
| WO2005044723A2 (en) * | 2003-10-16 | 2005-05-19 | The University Of Akron | Carbon nanotubes on carbon nanofiber substrate |
| KR100570634B1 (ko) | 2003-10-16 | 2006-04-12 | 한국전자통신연구원 | 탄소나노튜브와 금속분말 혼성 복합에 의해 제조된 전자파차폐재 |
| US7354877B2 (en) * | 2003-10-29 | 2008-04-08 | Lockheed Martin Corporation | Carbon nanotube fabrics |
| US7265175B2 (en) | 2003-10-30 | 2007-09-04 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Flame retardant nanocomposite |
| ES2291957T3 (es) | 2003-11-07 | 2008-03-01 | Bae Systems Plc | Formacion de nanohilos metalicos. |
| WO2005055366A1 (ja) | 2003-11-14 | 2005-06-16 | Hitachi, Ltd. | 車載用レーダ |
| WO2005098084A2 (en) * | 2004-01-15 | 2005-10-20 | Nanocomp Technologies, Inc. | Systems and methods for synthesis of extended length nanostructures |
| US20050170177A1 (en) | 2004-01-29 | 2005-08-04 | Crawford Julian S. | Conductive filament |
| US20070189953A1 (en) | 2004-01-30 | 2007-08-16 | Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) | Method for obtaining carbon nanotubes on supports and composites comprising same |
| US7338684B1 (en) * | 2004-02-12 | 2008-03-04 | Performance Polymer Solutions, Inc. | Vapor grown carbon fiber reinforced composite materials and methods of making and using same |
| JP2005238708A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | カーボンナノチューブ強化樹脂構造体およびその製造方法 |
| US7628041B2 (en) | 2004-02-27 | 2009-12-08 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | Carbon particle fiber assembly technique |
| DE102004010689B3 (de) | 2004-02-27 | 2005-06-30 | Schott Ag | Absorber mit einer strahlungsselektiven Absorberbeschichtung und Verfahren zu seiner Herstellung |
| FR2867600B1 (fr) | 2004-03-09 | 2006-06-23 | Arkema | Procede de fabrication d'electrode, electrode ainsi obtenue et supercondensateur la comprenant |
| US7820329B2 (en) | 2004-03-18 | 2010-10-26 | The Procter & Gamble Company | Wafer alkaline cell |
| US7189959B1 (en) * | 2004-03-18 | 2007-03-13 | Fiber Optic Systems Technology | Fiber optic impact detection system |
| DE602005003019T2 (de) | 2004-03-20 | 2008-08-21 | Teijin Aramid B.V. | Verbundwerkstoffe, enthaltend ppta und nanoröhren |
| CN100383213C (zh) | 2004-04-02 | 2008-04-23 | 清华大学 | 一种热界面材料及其制造方法 |
| US20060054866A1 (en) * | 2004-04-13 | 2006-03-16 | Zyvex Corporation. | Methods for the synthesis of modular poly(phenyleneethynlenes) and fine tuning the electronic properties thereof for the functionalization of nanomaterials |
| US20050231893A1 (en) | 2004-04-19 | 2005-10-20 | Harvey Troy A | Electric double layer capacitor enclosed in polymer housing |
| US7144563B2 (en) | 2004-04-22 | 2006-12-05 | Clemson University | Synthesis of branched carbon nanotubes |
| US20050238810A1 (en) | 2004-04-26 | 2005-10-27 | Mainstream Engineering Corp. | Nanotube/metal substrate composites and methods for producing such composites |
| US20060233692A1 (en) | 2004-04-26 | 2006-10-19 | Mainstream Engineering Corp. | Nanotube/metal substrate composites and methods for producing such composites |
| WO2006073454A2 (en) | 2004-04-28 | 2006-07-13 | University Of South Florida | Polymer/carbon nanotube composites, methods of use and methods of synthesis thereof |
| US20050260412A1 (en) | 2004-05-19 | 2005-11-24 | Lockheed Martin Corporation | System, method, and apparatus for producing high efficiency heat transfer device with carbon nanotubes |
| CN1705059B (zh) | 2004-05-26 | 2012-08-29 | 清华大学 | 碳纳米管场发射装置及其制备方法 |
| JP4440711B2 (ja) | 2004-06-11 | 2010-03-24 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池用セルモジュール及びその製造方法、並びに燃料電池 |
| KR20050121426A (ko) * | 2004-06-22 | 2005-12-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 탄소나노튜브 제조용 촉매의 제조 방법 |
| FR2872826B1 (fr) | 2004-07-07 | 2006-09-15 | Commissariat Energie Atomique | Croissance a basse temperature de nanotubes de carbone orientes |
| WO2007008214A1 (en) * | 2004-07-22 | 2007-01-18 | William Marsh Rice University | Polymer / carbon-nanotube interpenetrating networks and process for making same |
| KR100831659B1 (ko) * | 2004-10-06 | 2008-05-22 | 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 연료전지용 탄소 나노 튜브, 이를 포함한 나노복합체, 그제조 방법 및 이를 채용한 연료전지 |
| FR2877262B1 (fr) | 2004-10-29 | 2007-04-27 | Centre Nat Rech Scient Cnrse | Fibres composites et fibres dissymetriques a partir de nanotubes de carbonne et de particules colloidales |
| TW200631111A (en) | 2004-11-04 | 2006-09-01 | Koninkl Philips Electronics Nv | Nanotube-based circuit connection approach |
| WO2007015710A2 (en) | 2004-11-09 | 2007-02-08 | Board Of Regents, The University Of Texas System | The fabrication and application of nanofiber ribbons and sheets and twisted and non-twisted nanofiber yarns |
| US20080296558A1 (en) | 2004-11-12 | 2008-12-04 | The Florida International University Board Of Trus | Method of Synthesizing Y-Junction Single-Walled Carbon Nanotubes and Products Formed Thereby |
| US8124260B2 (en) | 2004-11-16 | 2012-02-28 | Battelle Memorial Institute | Solution based enhancements of fuel cell components and other electrochemical systems and devices |
| US7862795B2 (en) * | 2004-11-16 | 2011-01-04 | Hyperion Catalysis International, Inc. | Method for preparing single walled carbon nanotubes |
| US7553341B2 (en) * | 2004-11-24 | 2009-06-30 | The Regents Of The University Of California | High power density supercapacitors with carbon nanotube electrodes |
| GB2421952B (en) | 2005-01-07 | 2010-04-21 | Univ Sheffield | Damage Detection System |
| US7871591B2 (en) * | 2005-01-11 | 2011-01-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Methods for growing long carbon single-walled nanotubes |
| US7407901B2 (en) | 2005-01-12 | 2008-08-05 | Kazak Composites, Incorporated | Impact resistant, thin ply composite structures and method of manufacturing same |
| CN101107736B (zh) | 2005-01-20 | 2010-05-26 | 奥迪康有限公司 | 具有可再充电电池的助听器及可再充电电池 |
| US7811632B2 (en) | 2005-01-21 | 2010-10-12 | Ut-Battelle Llc | Molecular jet growth of carbon nanotubes and dense vertically aligned nanotube arrays |
| TWI251354B (en) | 2005-02-02 | 2006-03-11 | Ind Tech Res Inst | Solar energy power module with carbon nano-tube |
| US20060198956A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Gyula Eres | Chemical vapor deposition of long vertically aligned dense carbon nanotube arrays by external control of catalyst composition |
| US8218930B2 (en) | 2005-04-05 | 2012-07-10 | Pettit John W | High-reliability optical fiber having a nanocomposite coating |
| US8895742B2 (en) | 2005-04-07 | 2014-11-25 | The University Of Akron | Metal-mediated reversible self-assembly of carbon nanotubes |
| CN100500555C (zh) | 2005-04-15 | 2009-06-17 | 清华大学 | 碳纳米管阵列结构及其制备方法 |
| JP4593493B2 (ja) | 2006-02-16 | 2010-12-08 | 三菱電機株式会社 | 電気二重層キャパシタ |
| CN100376478C (zh) | 2005-04-22 | 2008-03-26 | 清华大学 | 碳纳米管阵列结构的制备装置 |
| JP2008538531A (ja) | 2005-04-22 | 2008-10-30 | セルドン テクノロジーズ，エルエルシー | カーボンナノチューブを含む物品および流体の浄化にこれを使用するための方法 |
| US7278324B2 (en) | 2005-06-15 | 2007-10-09 | United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Carbon nanotube-based sensor and method for detection of crack growth in a structure |
| WO2006137299A1 (ja) | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Toray Industries, Inc. | 電磁波シールドシートの製造方法およびその方法により製造された電磁波シールドシート、ならびにそれを用いたフィルターおよびディスプレイ |
| CA2613203C (en) * | 2005-06-28 | 2013-08-13 | The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma | Methods for growing and harvesting carbon nanotubes |
| US7993620B2 (en) * | 2005-07-28 | 2011-08-09 | Nanocomp Technologies, Inc. | Systems and methods for formation and harvesting of nanofibrous materials |
| JP4233560B2 (ja) | 2005-08-12 | 2009-03-04 | 株式会社Ｇｓｉクレオス | プリプレグの製造方法 |
| US8313723B2 (en) * | 2005-08-25 | 2012-11-20 | Nanocarbons Llc | Activated carbon fibers, methods of their preparation, and devices comprising activated carbon fibers |
| US20070110977A1 (en) | 2005-08-29 | 2007-05-17 | Al-Haik Marwan S | Methods for processing multifunctional, radiation tolerant nanotube-polymer structure composites |
| ES2537408T3 (es) | 2005-09-01 | 2015-06-08 | Seldon Technologies, Inc | Fabricación a gran escala de material nanoestructurado |
| TWI467840B (zh) | 2005-09-02 | 2015-01-01 | A123 Systems Inc | 奈米組成電極以及其相關裝置 |
| CN1927988A (zh) * | 2005-09-05 | 2007-03-14 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 热界面材料及其制备方法 |
| CN1931732A (zh) | 2005-09-16 | 2007-03-21 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 淡水产生器 |
| WO2007037254A1 (ja) | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Kabushikikaisha Equos Research | キャパシタ用電極材料の製造方法、キャパシタ用電極及びキャパシタ |
| US7466539B2 (en) | 2005-09-30 | 2008-12-16 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Electrochemical double-layer capacitor using organosilicon electrolytes |
| CN100482580C (zh) | 2005-10-13 | 2009-04-29 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 一种碳纳米管制备装置及方法 |
| US7435476B2 (en) | 2005-10-13 | 2008-10-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Functionalized nanotube material for supercapacitor electrodes |
| WO2008054378A2 (en) | 2005-10-25 | 2008-05-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Apparatus and methods for controlled growth and assembly of nanostructures |
| US9771264B2 (en) | 2005-10-25 | 2017-09-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Controlled-orientation films and nanocomposites including nanotubes or other nanostructures |
| US7312608B2 (en) | 2005-11-03 | 2007-12-25 | The Boeing Company | Systems and methods for inspecting electrical conductivity in composite materials |
| WO2007061854A2 (en) | 2005-11-18 | 2007-05-31 | The Regents Of The University Of California | Compliant base to increase contact for micro- or nano-fibers |
| US8148276B2 (en) * | 2005-11-28 | 2012-04-03 | University Of Hawaii | Three-dimensionally reinforced multifunctional nanocomposites |
| EP1956110B1 (en) | 2005-11-30 | 2010-11-10 | Shimane Prefectural Government | Metal-based composite material containing both micro-sized carbon fiber and nano-sized carbon fiber |
| US7592248B2 (en) | 2005-12-09 | 2009-09-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Method of forming semiconductor device having nanotube structures |
| KR100745735B1 (ko) * | 2005-12-13 | 2007-08-02 | 삼성에스디아이 주식회사 | 탄소나노튜브의 형성방법 및 이를 이용한 전계방출소자의제조방법 |
| US7465605B2 (en) | 2005-12-14 | 2008-12-16 | Intel Corporation | In-situ functionalization of carbon nanotubes |
| TW200730436A (en) * | 2005-12-19 | 2007-08-16 | Advanced Tech Materials | Production of carbon nanotubes |
| WO2008045109A2 (en) * | 2005-12-19 | 2008-04-17 | University Of Virginia Patent Foundation | Conducting nanotubes or nanostructures based composites, method of making them and applications |
| WO2007072584A1 (en) | 2005-12-22 | 2007-06-28 | Showa Denko K.K. | Vapor-grown carbon fiber and production process thereof |
| FR2895397B1 (fr) * | 2005-12-23 | 2008-03-28 | Saint Gobain Vetrotex | Fils de verre et structures de fils de verre pourvus d'un revetement renfermant des nanoparticules. |
| FR2895398B1 (fr) * | 2005-12-23 | 2008-03-28 | Saint Gobain Vetrotex | Fils de verre revetus d'un ensimage renfermant des nanoparticules. |
| JP2007194354A (ja) | 2006-01-18 | 2007-08-02 | National Institute For Materials Science | 分極性電極およびこれを備えた電気二重層キャパシタ |
| WO2008016388A2 (en) | 2006-01-30 | 2008-02-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Method and apparatus for growth of high quality carbon single-walled nanotubes |
| KR100749886B1 (ko) | 2006-02-03 | 2007-08-21 | (주) 나노텍 | 탄소나노튜브를 이용한 발열체 |
| US7626768B2 (en) * | 2006-02-13 | 2009-12-01 | Casio Computer Co., Ltd. | Zoom lens and camera with zoom lens |
| WO2008054839A2 (en) | 2006-03-03 | 2008-05-08 | William Marsh Rice University | Carbon nanotube diameter selection by pretreatment of metal catalysts on surfaces |
| WO2007106771A2 (en) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Multifunctional polymer coated magnetic nanocomposite materials |
| JP5099300B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2012-12-19 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | ナノ炭素材料複合体及びその製造方法 |
| EP2013408B2 (en) | 2006-05-02 | 2016-09-28 | Rohr, Inc. | Nacelles and components thereof using nanoreinforcements |
| US7687981B2 (en) | 2006-05-05 | 2010-03-30 | Brother International Corporation | Method for controlled density growth of carbon nanotubes |
| US20090186214A1 (en) | 2006-05-17 | 2009-07-23 | University Of Dayton | Method of growing carbon nanomaterials on various substrates |
| US9181639B2 (en) | 2006-05-19 | 2015-11-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuous process for the production of nanostructures including nanotubes |
| US8337979B2 (en) * | 2006-05-19 | 2012-12-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Nanostructure-reinforced composite articles and methods |
| US20080057265A1 (en) * | 2006-05-22 | 2008-03-06 | Florida State University Research Foundation | Electromagnetic Interference Shielding Structure Including Carbon Nanotubes and Nanofibers |
| CN101090011B (zh) | 2006-06-14 | 2010-09-22 | 北京富纳特创新科技有限公司 | 电磁屏蔽电缆 |
| US7534648B2 (en) | 2006-06-29 | 2009-05-19 | Intel Corporation | Aligned nanotube bearing composite material |
| JP4958146B2 (ja) | 2006-06-30 | 2012-06-20 | タキロン株式会社 | 導電性合成樹脂棒体及びその製造方法 |
| US9095639B2 (en) | 2006-06-30 | 2015-08-04 | The University Of Akron | Aligned carbon nanotube-polymer materials, systems and methods |
| US20080212261A1 (en) | 2006-07-05 | 2008-09-04 | Rensselaer Polytechnic Institute | Energy storage devices and composite articles associated with the same |
| US7429038B2 (en) * | 2006-07-17 | 2008-09-30 | Xerox Corporation | Finisher for image forming apparatus |
| WO2008012196A1 (en) * | 2006-07-22 | 2008-01-31 | Sineurop Nanotech Gmbh | Composite |
| US20080020193A1 (en) * | 2006-07-24 | 2008-01-24 | Jang Bor Z | Hybrid fiber tows containning both nano-fillers and continuous fibers, hybrid composites, and their production processes |
| US8389119B2 (en) * | 2006-07-31 | 2013-03-05 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Composite thermal interface material including aligned nanofiber with low melting temperature binder |
| WO2008085550A2 (en) | 2006-08-02 | 2008-07-17 | Battelle Memorial Institute | Electrically conductive coating composition |
| JP4062346B2 (ja) * | 2006-08-17 | 2008-03-19 | 富士ゼロックス株式会社 | カーボンナノチューブ膜およびその製造方法、並びにそれを用いたキャパシタ |
| JP2008056546A (ja) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Ihi Corp | 炭素構造体の製造装置及び製造方法 |
| US20080053922A1 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Honsinger Charles P Jr | Nanostructured materials comprising support fibers coated with metal containing compounds and methods of using the same |
| US7724500B2 (en) | 2006-09-11 | 2010-05-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Nanoscale manganese oxide on ultraporous carbon nanoarchitecture |
| EP2065341A4 (en) * | 2006-09-22 | 2012-04-18 | Otsuka Chemical Co Ltd | CARBON NANOTUBES CARRYING METAL OXIDE PARTICLES AND CORROSIVE CARBON NANOTUBES |
| CA2664972C (en) | 2006-10-05 | 2016-07-26 | Technion Research & Development Foundation Ltd. | Microtubes and methods of producing same |
| CN1970612A (zh) | 2006-10-25 | 2007-05-30 | 东华大学 | 一种具有正温度系数效应导电复合材料的制备方法 |
| US7663863B2 (en) | 2006-11-21 | 2010-02-16 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Electrode for capacitor and electric double layer capacitor using the same |
| KR100829001B1 (ko) | 2006-12-07 | 2008-05-14 | 한국에너지기술연구원 | 유리섬유 또는 탄소섬유 위에 탄소나노와이어를 직접합성하는 방법 및 이를 이용한 강화복합체 제조 방법 |
| AR064292A1 (es) | 2006-12-12 | 2009-03-25 | Commw Scient Ind Res Org | Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia |
| US20100173228A1 (en) | 2006-12-14 | 2010-07-08 | University Of Wollongong | Nanotube and Carbon Layer Nanostructured Composites |
| US20080160286A1 (en) | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Jawed Asrar | Modified discontinuous glass fibers for use in the formation of thermoplastic fiber-reinforced composite articles |
| US8951632B2 (en) | 2007-01-03 | 2015-02-10 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused carbon fiber materials and process therefor |
| US8951631B2 (en) | 2007-01-03 | 2015-02-10 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused metal fiber materials and process therefor |
| US8158217B2 (en) | 2007-01-03 | 2012-04-17 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused fiber and method therefor |
| US20100279569A1 (en) | 2007-01-03 | 2010-11-04 | Lockheed Martin Corporation | Cnt-infused glass fiber materials and process therefor |
| TW200833861A (en) | 2007-02-05 | 2008-08-16 | Nat Univ Tsing Hua | Method for growing carbon nanotubes directly on the carbon fiber |
| US9044593B2 (en) | 2007-02-14 | 2015-06-02 | Medtronic, Inc. | Discontinuous conductive filler polymer-matrix composites for electromagnetic shielding |
| US7340134B1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-03-04 | Corning Cable Systems Llc | Flame retardant fiber optic cables |
| US20080247938A1 (en) | 2007-04-05 | 2008-10-09 | Ming-Chi Tsai | Process of growing carbon nanotubes directly on carbon fiber |
| CN101286383B (zh) | 2007-04-11 | 2010-05-26 | 清华大学 | 电磁屏蔽线缆 |
| CN101286385B (zh) | 2007-04-11 | 2010-05-26 | 清华大学 | 电磁屏蔽线缆 |
| CN101286384B (zh) | 2007-04-11 | 2010-12-29 | 清华大学 | 电磁屏蔽线缆 |
| KR100894481B1 (ko) | 2007-04-16 | 2009-04-22 | 한국과학기술연구원 | 초극세 탄소 섬유에 축적한 금속산화물로 이루어진슈퍼커패시터용 전극 및 그 제조 방법 |
| US8231965B2 (en) | 2007-04-24 | 2012-07-31 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Resin complex containing carbon nanotube and method for production thereof |
| US20090226673A1 (en) * | 2007-05-16 | 2009-09-10 | Friedersdorf Fritz J | High friction coating formulations and systems and coated articles thereof exhibiting radar signature reduction and methods of providing the same |
| US8388795B2 (en) | 2007-05-17 | 2013-03-05 | The Boeing Company | Nanotube-enhanced interlayers for composite structures |
| ES2310476B1 (es) | 2007-05-29 | 2009-11-17 | Universitat Rovira I Virgili | Electrodos selectivos de iones de contacto solido basados en nanotubos de carbono. |
| JP2008296338A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 被覆構造体 |
| US20080297980A1 (en) | 2007-05-31 | 2008-12-04 | Roy Joseph Bourcier | Layered carbon electrodes useful in electric double layer capacitors and capacitive deionization and methods of making the same |
| CN101314465B (zh) | 2007-06-01 | 2011-03-23 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 分支型碳纳米管的制备方法 |
| US7718220B2 (en) | 2007-06-05 | 2010-05-18 | Johns Manville | Method and system for forming reinforcing fibers and reinforcing fibers having particulate protuberances directly attached to the surfaces |
| GB0712820D0 (en) | 2007-07-03 | 2007-08-08 | Dunlop Aerospace Ltd | Carbon-carbon composite |
| EP2011572B1 (en) * | 2007-07-06 | 2012-12-05 | Imec | Method for forming catalyst nanoparticles for growing elongated nanostructures |
| US7785498B2 (en) * | 2007-07-19 | 2010-08-31 | Nanotek Instruments, Inc. | Method of producing conducting polymer-transition metal electro-catalyst composition and electrodes for fuel cells |
| US20100000520A1 (en) | 2007-07-26 | 2010-01-07 | Vachon Christian | Perforated transparent glazing for heat recovery and solar air heating |
| JP2010534579A (ja) | 2007-07-27 | 2010-11-11 | ダウ・コーニング・コーポレイション | ファイバー構造体およびその製造方法 |
| KR101546983B1 (ko) | 2007-08-02 | 2015-08-24 | 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 | 열경화성 중합체의 성능을 개선시키기 위한 양친매성 블록 공중합체 및 무기 나노충진제 |
| US20090047502A1 (en) * | 2007-08-13 | 2009-02-19 | Smart Nanomaterials, Llc | Nano-enhanced modularly constructed composite panel |
| US20090047453A1 (en) * | 2007-08-13 | 2009-02-19 | Smart Nanomaterials, Llc | Nano-enhanced smart panel |
| US7948739B2 (en) * | 2007-08-27 | 2011-05-24 | Nanotek Instruments, Inc. | Graphite-carbon composite electrode for supercapacitors |
| CN101409338A (zh) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | 清华大学 | 锂离子电池负极,其制备方法和应用该负极的锂离子电池 |
| US20090081441A1 (en) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Lockheed Martin Corporation | Fiber Tow Comprising Carbon-Nanotube-Infused Fibers |
| US20090081383A1 (en) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Lockheed Martin Corporation | Carbon Nanotube Infused Composites via Plasma Processing |
| KR101440883B1 (ko) * | 2007-10-02 | 2014-09-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극, 이의 제조 방법 및 이를 구비한 리튬 전지 |
| US8113034B2 (en) | 2007-10-12 | 2012-02-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Gas sensor with piping for the introduction of inspection gas |
| US7815820B2 (en) | 2007-10-18 | 2010-10-19 | General Electric Company | Electromagnetic interference shielding polymer composites and methods of manufacture |
| KR20100080803A (ko) | 2007-10-23 | 2010-07-12 | 도쿠슈 페이퍼 매뉴팩츄어링 가부시키가이샤 | 시트형상물 및 그 제조방법 |
| KR20090041765A (ko) | 2007-10-24 | 2009-04-29 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 탄소나노튜브 및 그 형성 방법, 하이브리드 구조 및 그형성 방법 및 발광 디바이스 |
| US20090126783A1 (en) | 2007-11-15 | 2009-05-21 | Rensselaer Polytechnic Institute | Use of vertical aligned carbon nanotube as a super dark absorber for pv, tpv, radar and infrared absorber application |
| US8146861B2 (en) | 2007-11-29 | 2012-04-03 | Airbus Deutschland Gmbh | Component with carbon nanotubes |
| EP2268102A4 (en) * | 2007-12-26 | 2013-08-14 | Hodogaya Chemical Co Ltd | BY MEANS OF DISPERSION OF FINE CARBON FIBERS IN WATER, FLOOR HEATING ELEMENT AND METHOD OF PRODUCING THE FLOOR HEATING ELEMENT |
| KR100878751B1 (ko) | 2008-01-03 | 2009-01-14 | 한국에너지기술연구원 | 셀룰로스 섬유를 이용한 촉매지지체, 이의 제조방법,촉매지지체 표면에 직접성장된 탄소나노튜브 및탄소나노튜브 표면에 나노금속 촉매가 담지된 담지촉매 및이의 제조방법 |
| US8099254B2 (en) | 2008-01-11 | 2012-01-17 | Minnesota Wire and Cable | Elastomeric conductor and shield fault detection |
| KR101494435B1 (ko) | 2008-01-15 | 2015-02-23 | 삼성전자주식회사 | 전극, 리튬 전지, 전극 제조 방법 및 전극 코팅용 조성물 |
| US7986509B2 (en) | 2008-01-17 | 2011-07-26 | Fraser Wade Seymour | Composite electrode comprising a carbon structure coated with a thin film of mixed metal oxides for electrochemical energy storage |
| US20090186276A1 (en) | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Aruna Zhamu | Hybrid nano-filament cathode compositions for lithium metal or lithium ion batteries |
| JP2009173476A (ja) | 2008-01-22 | 2009-08-06 | Panasonic Corp | カーボンナノチューブ構造体、その製造方法、及びこれを用いたエネルギーデバイス |
| US20090191352A1 (en) | 2008-01-24 | 2009-07-30 | Nanodynamics, Inc. | Combustion-Assisted Substrate Deposition Method For Producing Carbon Nanosubstances |
| JP4424690B2 (ja) | 2008-02-01 | 2010-03-03 | 北京富納特創新科技有限公司 | 同軸ケーブル |
| CN101556839B (zh) | 2008-04-09 | 2011-08-24 | 清华大学 | 线缆 |
| JP2009184892A (ja) | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | カーボンナノチューブ形成装置およびカーボンナノチューブ形成方法 |
| JP2009190948A (ja) | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Panasonic Corp | カーボンナノチューブ構造体、これを用いた電極及び電気二重層キャパシタ |
| KR101513384B1 (ko) | 2008-02-25 | 2015-04-17 | 로날드 앤쏘니 로제스키 | 고용량 전극 |
| WO2009110885A1 (en) | 2008-03-03 | 2009-09-11 | Performance Polymer Solutions, Inc. | Continuous process for the production of carbon nanotube reinforced continuous fiber preforms and composites made therefrom |
| US9725314B2 (en) | 2008-03-03 | 2017-08-08 | Performancy Polymer Solutions, Inc. | Continuous process for the production of carbon nanofiber reinforced continuous fiber preforms and composites made therefrom |
| US8009409B2 (en) | 2008-03-31 | 2011-08-30 | Integrated Resources Recovery, Inc. | Electrochemical capacitor |
| WO2009125421A1 (en) | 2008-04-11 | 2009-10-15 | Indian Institute Of Science | A sub-threshold capfet sensor for sensing analyte, a method and system thereof |
| US8277691B2 (en) | 2008-05-05 | 2012-10-02 | Ada Technologies, Inc. | High performance carbon nanocomposites for ultracapacitors |
| WO2010036405A1 (en) * | 2008-05-07 | 2010-04-01 | Nanocomp Technologies, Inc. | Nanostructure composite sheets and methods of use |
| US7837905B2 (en) | 2008-05-16 | 2010-11-23 | Raytheon Company | Method of making reinforced filament with doubly-embedded nanotubes |
| US8191433B2 (en) | 2008-05-19 | 2012-06-05 | The Hong Kong Polytechnic University | Method for manufacturing fabric strain sensors |
| US20110159270A9 (en) * | 2008-06-02 | 2011-06-30 | Texas A & M University System | Carbon nanotube fiber-reinforced polymer composites having improved fatigue durability and methods for production thereof |
| US8936874B2 (en) | 2008-06-04 | 2015-01-20 | Nanotek Instruments, Inc. | Conductive nanocomposite-based electrodes for lithium batteries |
| JP5253905B2 (ja) | 2008-06-30 | 2013-07-31 | パナソニック株式会社 | 非水電解液および非水電解液二次電池 |
| US20100035124A1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-11 | Gm Clobal Technology Operations, Inc. | Hybrid particle and core-shell electrode structure |
| CN102187413B (zh) | 2008-08-15 | 2013-03-20 | 加利福尼亚大学董事会 | 电化学储能用分级结构纳米线复合物 |
| CN101654555B (zh) | 2008-08-22 | 2013-01-09 | 清华大学 | 碳纳米管/导电聚合物复合材料的制备方法 |
| FR2935546B1 (fr) | 2008-09-02 | 2010-09-17 | Arkema France | Materiau composite d'electrode, electrode de batterie constituee dudit materiau et batterie au lithium comprenant une telle electrode. |
| US20100059243A1 (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Jin-Hong Chang | Anti-electromagnetic interference material arrangement |
| KR101420680B1 (ko) * | 2008-09-22 | 2014-07-17 | 삼성전자주식회사 | 저항가열을 이용한 탄소섬유의 표면처리 장치 및 표면처리 방법 |
| US7879681B2 (en) * | 2008-10-06 | 2011-02-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fabricating three-dimensional capacitor structures having planar metal-insulator-metal and vertical capacitors therein |
| US9908772B2 (en) | 2008-12-30 | 2018-03-06 | 3M Innovative Properties Company | Nanostructured articles and methods of making nanostructured articles |
| US9406985B2 (en) | 2009-01-13 | 2016-08-02 | Nokia Technologies Oy | High efficiency energy conversion and storage systems using carbon nanostructured materials |
| US9254606B2 (en) | 2009-01-20 | 2016-02-09 | Florida State University Research Foundation | Nanoscale fiber films, composites, and methods for alignment of nanoscale fibers by mechanical stretching |
| US8351220B2 (en) | 2009-01-28 | 2013-01-08 | Florida State University Research Foundation | Electromagnetic interference shielding structure including carbon nanotube or nanofiber films and methods |
| JP5577356B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2014-08-20 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー | カーボン・ナノチューブを繊維上に含んで構成された複合材料 |
| KR101703340B1 (ko) | 2009-02-27 | 2017-02-06 | 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. | 가스 예열법을 이용한 저온 ｃｎｔ 성장 |
| US20100224129A1 (en) | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Lockheed Martin Corporation | System and method for surface treatment and barrier coating of fibers for in situ cnt growth |
| US8052951B2 (en) | 2009-04-03 | 2011-11-08 | Ut-Battelle, Llc | Carbon nanotubes grown on bulk materials and methods for fabrication |
| US20100270513A1 (en) | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Luke Haylock | Conductive solid film material |
| US20100258111A1 (en) | 2009-04-07 | 2010-10-14 | Lockheed Martin Corporation | Solar receiver utilizing carbon nanotube infused coatings |
| US20100272891A1 (en) | 2009-04-10 | 2010-10-28 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for the production of carbon nanotubes on a continuously moving substrate |
| JP5465779B2 (ja) | 2009-04-24 | 2014-04-09 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー | カーボンナノチューブベースの性質制御材料 |
| US8664573B2 (en) * | 2009-04-27 | 2014-03-04 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-based resistive heating for deicing composite structures |
| US20140370380A9 (en) | 2009-05-07 | 2014-12-18 | Yi Cui | Core-shell high capacity nanowires for battery electrodes |
| US20100311866A1 (en) | 2009-06-05 | 2010-12-09 | University Of Massachusetts | Heirarchial polymer-based nanocomposites for emi shielding |
| CN101698975B (zh) | 2009-09-23 | 2011-12-28 | 北京航空航天大学 | 炭纳米管对炭化后的预氧丝预制体界面的改性方法 |
| US20110089958A1 (en) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Damage-sensing composite structures |
| US8236452B2 (en) | 2009-11-02 | 2012-08-07 | Nanotek Instruments, Inc. | Nano-structured anode compositions for lithium metal and lithium metal-air secondary batteries |
| WO2011054008A2 (en) | 2009-11-02 | 2011-05-05 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Cnt-infused aramid fiber materials and process therefor |
| US20110124253A1 (en) | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Cnt-infused fibers in carbon-carbon composites |
| CN102596564B (zh) | 2009-11-23 | 2014-11-12 | 应用纳米结构方案公司 | 含有碳纳米管并入的纤维材料的陶瓷复合材料及其制备方法 |
| US20110123735A1 (en) | 2009-11-23 | 2011-05-26 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Cnt-infused fibers in thermoset matrices |
| JP2013513020A (ja) | 2009-12-08 | 2013-04-18 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー | 熱可塑性マトリックス中のｃｎｔ浸出繊維 |
| KR20120104600A (ko) | 2009-12-14 | 2012-09-21 | 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. | 탄소 나노튜브 주입된 섬유 물질을 포함하는 방염 복합재 물질 및 물품 |
| US8373971B2 (en) * | 2010-01-13 | 2013-02-12 | Karl S. YOUNG | Supercapacitors using nanotube fibers and methods of making the same |
| US9167736B2 (en) | 2010-01-15 | 2015-10-20 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
| CN102741465A (zh) | 2010-02-02 | 2012-10-17 | 应用纳米结构方案公司 | 包含平行排列的碳纳米管的碳纳米管并入的纤维材料、其制造方法及从其衍生的复合材料 |
| EP2543099A4 (en) | 2010-03-02 | 2018-03-28 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | Spiral wound electrical devices containing carbon nanotube-infused electrode materials and methods and apparatuses for production thereof |
| JP5784643B2 (ja) | 2010-03-02 | 2015-09-24 | アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニーＡｐｐｌｉｅｄ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｓ， Ｌｌｃ | カーボンナノチューブ浸出繊維を含有する電気装置とその製造方法 |
| US9172088B2 (en) | 2010-05-24 | 2015-10-27 | Amprius, Inc. | Multidimensional electrochemically active structures for battery electrodes |
| KR102061993B1 (ko) | 2010-03-03 | 2020-01-02 | 암프리우스, 인코포레이티드 | 활물질을 증착하기 위한 템플릿 전극 구조체 |
| US8780526B2 (en) | 2010-06-15 | 2014-07-15 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof |
| US9017854B2 (en) * | 2010-08-30 | 2015-04-28 | Applied Nanostructured Solutions, Llc | Structural energy storage assemblies and methods for production thereof |
| EP2629595A2 (en) * | 2010-09-23 | 2013-08-21 | Applied NanoStructured Solutions, LLC | CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line |
| US8361661B2 (en) | 2011-03-08 | 2013-01-29 | Pellion Technologies Inc. | Rechargeable magnesium ion cell components and assembly |
-
2010
- 2010-04-23 JP JP2012507455A patent/JP5465779B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-23 US US12/766,817 patent/US8325079B2/en active Active
- 2010-04-23 EP EP20100767867 patent/EP2422595A1/en not_active Withdrawn
- 2010-04-23 KR KR1020117026364A patent/KR101763583B1/ko active IP Right Review Request
- 2010-04-23 CN CN2010800281397A patent/CN102458825A/zh active Pending
- 2010-04-23 US US12/766,812 patent/US9241433B2/en active Active
- 2010-04-23 AU AU2010259173A patent/AU2010259173B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-04-23 AU AU2010238610A patent/AU2010238610A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-23 WO PCT/US2010/032312 patent/WO2010124260A1/en active Application Filing
- 2010-04-23 CN CN2010800285275A patent/CN102461361A/zh active Pending
- 2010-04-23 EP EP10786532A patent/EP2421702A4/en not_active Withdrawn
- 2010-04-23 KR KR1020117026363A patent/KR20120017034A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-04-23 BR BRPI1016242A patent/BRPI1016242A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2010-04-23 CA CA 2758570 patent/CA2758570A1/en not_active Abandoned
- 2010-04-23 WO PCT/US2010/032318 patent/WO2010144183A1/en active Application Filing
- 2010-04-23 JP JP2012507452A patent/JP2012525012A/ja active Pending
- 2010-04-23 CA CA 2758568 patent/CA2758568A1/en active Pending
- 2010-04-23 BR BRPI1016244A patent/BRPI1016244A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-10-05 ZA ZA2011/07299A patent/ZA201107299B/en unknown
- 2011-11-10 ZA ZA2011/08270A patent/ZA201108270B/en unknown
-
2015
- 2015-02-26 JP JP2015036981A patent/JP2015144294A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150091482A (ko) * | 2012-12-04 | 2015-08-11 | 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. | 탄소 나노구조물-코팅된 섬유를 제조하기 위한 방법 |
| KR102295157B1 (ko) * | 2020-03-04 | 2021-08-31 | 텔스타홈멜 주식회사 | 방사선 관전압 및 관전류 검사 장치와, 이를 이용한 방사선 제품 검사 방법 |
| KR20230091224A (ko) * | 2021-12-15 | 2023-06-23 | 한국지질자원연구원 | 전자기 간섭 차폐 물질 및 이의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101763583B1 (ko) | 2017-08-01 |
| WO2010124260A1 (en) | 2010-10-28 |
| CA2758568A1 (en) | 2010-10-28 |
| ZA201107299B (en) | 2012-06-27 |
| EP2421702A1 (en) | 2012-02-29 |
| JP2012524685A (ja) | 2012-10-18 |
| WO2010144183A1 (en) | 2010-12-16 |
| CN102458825A (zh) | 2012-05-16 |
| EP2421702A4 (en) | 2013-01-02 |
| AU2010259173A1 (en) | 2011-10-27 |
| AU2010259173B2 (en) | 2015-03-19 |
| CN102461361A (zh) | 2012-05-16 |
| US8325079B2 (en) | 2012-12-04 |
| BRPI1016242A2 (pt) | 2016-04-26 |
| KR20120017034A (ko) | 2012-02-27 |
| JP2012525012A (ja) | 2012-10-18 |
| ZA201108270B (en) | 2012-07-25 |
| BRPI1016244A2 (pt) | 2016-04-26 |
| AU2010238610A1 (en) | 2011-10-27 |
| JP2015144294A (ja) | 2015-08-06 |
| US20100270069A1 (en) | 2010-10-28 |
| US20100271253A1 (en) | 2010-10-28 |
| US9241433B2 (en) | 2016-01-19 |
| JP5465779B2 (ja) | 2014-04-09 |
| EP2422595A1 (en) | 2012-02-29 |
| CA2758570A1 (en) | 2010-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101763583B1 (ko) | 탄소 나노튜브 주입 전자기 간섭 차폐 복합재 및 코팅 | |
| US9111658B2 (en) | CNS-shielded wires | |
| JP5701907B2 (ja) | 強化送電線のセルフシールドワイヤとしてのｃｎｔ浸出繊維 | |
| CN104246916A (zh) | Cns屏蔽线 | |
| KR20130100045A (ko) | 전력 전송 라인 향상을 위한 자가 실드 와이어로서 ｃｎｔ 주입된 섬유 | |
| KR20120101373A (ko) | 열경화성 매트릭스 내의 ｃｎｔ 주입 섬유 | |
| JP2014508370A5 (ko) | ||
| KR20120099710A (ko) | Ｃｎｔ 주입된 탄소 섬유 물질 및 그 제조방법 | |
| CN102460447A (zh) | 防止或除去复合结构结冰的基于cnt的电阻加热 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| J202 | Request for trial for correction [limitation] | ||
| J301 | Trial decision |
Free format text: TRIAL NUMBER: 2017105000126; TRIAL DECISION FOR CORRECTION REQUESTED 20171102 Effective date: 20180111 |