專利名稱：粘合物件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粘合物件的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，通常會遇到將物件粘合于一體的情況，例如，將兩個或多個塑料基體 粘合于一體構(gòu)成一固定的形狀或使其具有一定的功能?，F(xiàn)有的粘合物件的方法通常包括直 接采用粘結(jié)劑粘合的方法或熱壓的方法。該直接采用粘合劑粘合物件的方法為將兩個物件需要接觸的表面涂覆一定量的 粘合劑，然后將物件粘合，烘干粘合劑之后，兩物件便固定形成一體結(jié)構(gòu)。這種粘合方法中， 起粘合作用的為粘合劑。然而，由于粘合劑本身易老化且粘結(jié)力有限，這種粘合方法所粘合 的兩物件結(jié)合不牢固，易脫離。所述熱壓將兩物件粘合于一體的方法是將需要粘合的兩個物件相互接觸后，在一 定溫度下加熱，等物件軟化或表面部分開始液化時，對該兩個物件施加一定的壓力，使兩物 件粘合于一體，待物件再固化之后，該兩物件即牢固的結(jié)合。然而，這種方法雖然可以使兩 個物件牢固的粘合于一體，但是由于需要對整個物件加熱使其發(fā)生結(jié)構(gòu)改變或形變，易將 物件破壞。且這種方法需要將兩物件整體加熱，消耗的熱量較大，不利于節(jié)約能源。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種不破壞物件本身且有利于節(jié)約能源的粘合兩物件的方法。本發(fā)明涉及一種粘合物件的方法。該粘合物件的方法包括以下步驟提供一第一 物件，該第一物件具有一第一表面；提供一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)形成于第一表面；提供一第 二物件，該第二物件包括一第二表面，將該第二物件的第二表面覆蓋并接觸該碳納米管層 狀結(jié)構(gòu)設(shè)置，使該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)位于第一物件和第二物件之間形成一多層結(jié)構(gòu)；放置 上述多層結(jié)構(gòu)于一電磁波環(huán)境中一段時間使第一物件和第二物件粘合于一體。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的粘合兩物件的方法通過利用碳納米管層狀結(jié)構(gòu) 設(shè)置于第一物件和第二物件之間并與第一物件和第二物件的表面接觸，通過碳納米管層狀 結(jié)構(gòu)與電磁波的相互作用，使碳納米管層狀結(jié)構(gòu)迅速升溫，從而僅使第一物件和第二物件 與該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)接觸的表面軟化或液化，無需將第一物件和第二物件整體加熱，不 會對物件本身造成傷害，且有利于節(jié)約能源。


圖1為本技術(shù)方案第一實施例所提供的粘合物件的方法的流程圖。圖2為本技術(shù)方案第一實施例所提供的粘合物件的方法的過程的示意圖。圖3為本技術(shù)方案第一實施例中將兩物件粘合于一體之后的兩物件之間結(jié)合的 強度和微波加熱時間的關(guān)系圖。
圖4為本技術(shù)方案第二實施例所提供的粘合兩物件的方法的過程的示意圖。主要元件符號說明第一物件100,400 第一表面102，402第二物件200,600第二表面202，602碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120，420多層結(jié)構(gòu)300，500整體10，20
具體實施例方式下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。請參閱圖1及圖2，本技術(shù)方案第一實施例提供一種粘合兩物件的方法，其具體包 括以下步驟步驟一、提供一第一物件100，該第一物件100具有一第一表面102。所述第一物件100的形狀不限，可以為規(guī)則的形狀也可以為不規(guī)則的形狀。所述 規(guī)則的形狀包括正方體、長方體、圓錐或圓柱等。所述第一物件100的材料可以為絕緣材 料，如玻璃、陶瓷或高分子材料。所述高分子材料包括環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯 樹脂、聚丙烯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚苯烯醇、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯等。優(yōu)選地，所述 第一物件100的熔點小于600°C。所述第一表面102可以為平面，也可以為彎曲表面。本實 施例中，所述第一物件100為一長方體結(jié)構(gòu)，厚度為9毫米，邊長為3毫米。所述第一表面 102為邊長為3毫米的正方形的平面。第一物件100的材料為聚乙烯。步驟二、形成一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120，將該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120設(shè)置于第一物 件100的第一表面102。所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120的厚度不限，可以為10納米至100微米，優(yōu)選為10納 米至200納米。所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120包括多個碳納米管均勻分布。該碳納米管層 狀結(jié)構(gòu)120可以為由該多個碳納米管組成的純的碳納米管結(jié)構(gòu)。該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120 中的碳納米管之間可以通過范德華力緊密結(jié)合。該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120中的碳納米管 為無序或有序排列。這里的無序排列指碳納米管的排列方向無規(guī)律，這里的有序排列指至 少多數(shù)碳納米管的排列方向具有一定規(guī)律。具體地，當碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120包括無序排 列的碳納米管時，碳納米管相互纏繞或者各向同性排列；當碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120包括有 序排列的碳納米管時，碳納米管沿一個方向或者多個方向擇優(yōu)取向排列。所述碳納米管層 狀結(jié)構(gòu)120的單位面積熱容可以小于2X10—4焦耳每平方厘米開爾文，甚至可以小于等于 1.7X10—6焦耳每平方厘米開爾文。由于碳納米管的熱容較小，所以該碳納米管層狀結(jié)構(gòu) 120具有較快的熱響應(yīng)速度，即在吸收微波的能量之后能快速的升溫。碳納米管層狀結(jié)構(gòu)可 以通過噴涂或涂敷的方法直接形成于第一表面102。所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120可以通過 先制備至少一自支撐的碳納米管膜，然后將該至少一碳納米管膜鋪設(shè)于第一物件100的第 一表面102形成該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120。所述自支撐為碳納米管膜不需要大面積的載體 支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態(tài)，即將該碳納米管膜置于(或固定于)間隔一固定距離設(shè)置的兩個支撐體上時，位于兩個支撐體之間的碳納 米管膜能夠保持自身膜狀狀態(tài)。該碳納米管膜包括多個均勻分布的碳納米管。該碳納米管 膜可僅由碳納米管構(gòu)成，碳納米管膜本身具有一定的粘性，因此，由碳納米管膜構(gòu)成的碳納 米管層狀結(jié)構(gòu)120可以直接貼合于片狀結(jié)構(gòu)的表面，無須粘合劑。所述碳納米管膜可以為 碳納米管拉膜、碳納米管絮化膜或碳納米管碾壓膜。所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)可以由上述三 種碳納米管膜中的任一種或者任意兩種以上的膜層疊設(shè)置或并列設(shè)置等任意組合構(gòu)成。

(一 )碳納米管拉膜的制備方法包括以下步驟首先，提供一碳納米管陣列形成于一生長基底，該陣列為超順排的碳納米管陣列。該碳納米管陣列的制備方法采用化學(xué)氣相沉積法，其具體步驟包括(a)提供一 平整生長基底，該生長基底可選用P型或N型硅生長基底，或選用形成有氧化層的硅生長基 底，本發(fā)明實施例優(yōu)選為采用4英寸的硅生長基底；(b)在生長基底表面均勻形成一催化劑 層，該催化劑層材料可選用鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)或其任意組合的合金之一；(c)將上述 形成有催化劑層的生長基底在700°C 900°C的空氣中退火約30分鐘 90分鐘；(d)將處 理過的生長基底置于反應(yīng)爐中，在保護氣體環(huán)境下加熱到500°C 740°C，然后通入碳源氣 體反應(yīng)約5分鐘 30分鐘，生長得到碳納米管陣列。該碳納米管陣列為多個彼此平行且垂 直于生長基底生長的碳納米管形成的純碳納米管陣列。通過上述控制生長條件，該定向排 列的碳納米管陣列中基本不含有雜質(zhì)，如無定型碳或殘留的催化劑金屬顆粒等。其次，采用一拉伸工具從碳納米管陣列中拉取碳納米管獲得至少一碳納米管拉 膜，其具體包括以下步驟(a)從所述超順排碳納米管陣列中選定一個或具有一定寬度的 多個碳納米管，優(yōu)選為采用具有一定寬度的膠帶、鑷子或夾子接觸碳納米管陣列以選定一 個或具有一定寬度的多個碳納米管；(b)以一定速度拉伸該選定的碳納米管，從而形成首 尾相連的多個碳納米管片段，進而形成一連續(xù)的碳納米管拉膜。該拉取方向沿基本垂直于 碳納米管陣列的生長方向。在上述拉伸過程中，該多個碳納米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐漸脫離生長 基底的同時，由于范德華力作用，該選定的多個碳納米管片段分別與其它碳納米管片段首 尾相連地連續(xù)地被拉出，從而形成一連續(xù)、均勻且具有一定寬度的碳納米管拉膜。該碳納米管拉膜的寬度與碳納米管陣列的尺寸有關(guān)，該碳納米管拉膜的長度不 限，可根據(jù)實際需求制得。當該碳納米管陣列的面積為4英寸時，該碳納米管拉膜的寬度 為0. 5納米 10厘米，該碳納米管拉膜的厚度為0. 5納米 100微米。該碳納米管拉膜 的制備方法請參見范守善等人于2007年2月9日申請的，于2008年8月13日公開的第 CN101239712A號中國公開專利申請“碳納米管膜結(jié)構(gòu)及其制備方法”，申請人清華大學(xué)， 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也 應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一部分。該碳納米管拉膜可作為一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)使用，也可以將至少兩層碳納米管拉 膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置形成一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)。( 二)碳納米管絮化膜的制備方法包括以下步驟首先，提供一碳納米管原料。所述碳納米管原料可以為通過化學(xué)氣相沉積法、石墨電極恒流電弧放電沉積法或 激光蒸發(fā)沉積法等各種方法制備的碳納米管。
采用刀片或其他工具將上述定向排列的碳納米管陣列從基底刮落，獲得一碳納米 管原料。優(yōu)選地，所述的碳納米管原料中，碳納米管的長度大于100微米。其次，將上述碳納米管原料添加到一溶劑中并進行絮化處理獲得一碳納米管絮狀 結(jié)構(gòu)，將上述碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)從溶劑中分離，并對該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)定型處理以獲得 一碳納米管絮化膜。 溶劑可選用水、易揮發(fā)的有機溶劑等。絮化處理可通過采用超聲波分散處理或高 強度攪拌等方法。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例采用超聲波分散10分鐘 30分鐘。由于碳納米 管具有極大的比表面積，相互纏繞的碳納米管之間具有較大的范德華力。上述絮化處理并 不會將該碳納米管原料中的碳納米管完全分散在溶劑中，碳納米管之間通過范德華力相互 吸引、纏繞，形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。所述的分離碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的方法具體包括以下步驟將上述含有碳納米管絮 狀結(jié)構(gòu)的溶劑倒入一放有濾紙的漏斗中；靜置干燥一段時間從而獲得一分離的碳納米管絮 狀結(jié)構(gòu)。所述的碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的定型處理過程具體包括以下步驟將上述碳納米管絮 狀結(jié)構(gòu)置于一容器中；將該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)按照預(yù)定形狀攤開；施加一定壓力于攤開的 碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)；以及，將該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)中殘留的溶劑烘干或等溶劑自然揮發(fā)后 獲得一碳納米管絮化膜?？梢岳斫?，本發(fā)明可通過控制該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)攤開的面積來控制該碳納米管 絮化膜的厚度和面密度。碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)攤開的面積越大，則該碳納米管絮化膜的厚度 和面密度就越小。另外，上述分離與定型處理碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的步驟也可直接通過抽濾的方式實 現(xiàn)，具體包括以下步驟提供一孔隙濾膜及一抽氣漏斗；將上述含有碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)的 溶劑經(jīng)過該孔隙濾膜倒入該抽氣漏斗中；抽濾并干燥后獲得一碳納米管絮化膜。該孔隙濾 膜為一表面光滑、尺寸為0. 22微米的濾膜。由于抽濾方式本身將提供一較大的氣壓作用 于該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)，該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu)經(jīng)過抽濾會直接形成一均勻的碳納米管絮化 膜。且，由于孔隙濾膜表面光滑，該碳納米管絮化膜容易剝離，得到一自支撐的碳納米管絮 化膜。所述碳納米管絮化膜及其制備方法請參見范守善等人于2007年4月13日申請的， 于2008年10月15日公開的第CN101284662A號中國公開專利申請“碳納米管薄膜的制備 方法”，申請人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但 上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一部分?？梢岳斫?，該碳納米管絮化膜具有一定的厚度，且通過控制該碳納米管絮狀結(jié)構(gòu) 攤開的面積以及壓力大小可以控制碳納米管絮化膜的厚度。該碳納米管絮化膜可作為一碳 納米管層狀結(jié)構(gòu)使用，也可以將至少兩層碳納米管絮化膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置形成一碳納 米管層狀結(jié)構(gòu)。(三)碳納米管碾壓膜的制備方法包括以下步驟首先，提供一碳納米管陣列形成于一生長基底，該陣列為定向排列的碳納米管陣 列。所述碳納米管陣列優(yōu)選為一超順排的碳納米管陣列。所述碳納米管陣列與上述碳 納米管陣列的制備方法相同。
其次，采用一施壓裝置，擠壓上述碳納米管陣列獲得一碳納米管碾壓膜，其具體過 程為該施壓裝置施加一定的壓力于上述碳納米管陣列上。在施壓的過程中，碳納米管 陣列在壓力的作用下會與生長基底分離，從而形成由多個碳納米管組成的具有自支撐結(jié)構(gòu) 的碳納米管碾壓膜，且所述的多個碳納米管基本上與碳納米管碾壓膜的表面平行。施壓裝置為一壓頭，壓頭表面光滑，壓頭的形狀及擠壓方向決定制備的碳納米管 碾壓膜中碳納米管的排列方式。優(yōu)選地，當采用平面壓頭沿垂直于上述碳納米管陣列生長 基底的方向擠壓時，可獲得碳納米管為各向同性排列的碳納米管碾壓膜；當采用滾軸狀壓 頭沿某一固定方向碾壓時，可獲得碳納米管沿該固定方向取向排列的碳納米管碾壓膜；當 采用滾軸狀壓頭沿不同方向碾壓時，可獲得碳納米管沿不同方向取向排列的碳納米管碾壓 膜。可以理解，當采用上述不同方式擠壓上述的碳納米管陣列時，碳納米管會在壓力 的作用下傾倒，并與相鄰的碳納米管通過范德華力相互吸引、連接形成由多個碳納米管組 成的具有自支撐結(jié)構(gòu)的碳納米管碾壓膜。所述碳納米管碾壓膜及其制備方法請參見范守善 等人于2007年6月1日申請的，于2008年12月3日公開的第CN101314464A號中國公開 專利申請“碳納米管薄膜的制備方法”，申請人清華大學(xué)，鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公 司。為節(jié)省篇幅，僅引用于此，但上述申請所有技術(shù)揭露也應(yīng)視為本發(fā)明申請技術(shù)揭露的一 部分?？梢岳斫猓撎技{米管碾壓膜具有一定的厚度，且通過碳納米管陣列的高度以及 壓力大小可以控制其厚度。所以該碳納米管碾壓膜可以直接作為一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120 使用。另外，可以將至少兩層碳納米管碾壓膜層疊設(shè)置或并排設(shè)置形成一碳納米管層狀結(jié) 構(gòu) 120。因為所述碳納米管膜可以為一自支撐結(jié)構(gòu)，所述碳納米管膜可直接鋪設(shè)于第一物 件100的第一表面102上，并與該第一表面102貼合設(shè)置?？梢岳斫?，可將多個碳納米管膜 層疊或平行無間隙鋪設(shè)。當碳納米管膜層疊設(shè)置時，相鄰的兩層碳納米管膜的層疊角度不 限，相鄰的碳納米管膜通過范德華力緊密結(jié)合，從而在第一物件100的第一表面102構(gòu)成一 碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120。另外，也可預(yù)先將所述碳納米管膜層疊設(shè)置構(gòu)成一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120后再直 接將碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120設(shè)置于第一物件100的第一表面102。其具可包括以下步驟提 供一支撐結(jié)構(gòu)；將至少一層碳納米管膜設(shè)置于該支撐結(jié)構(gòu)的表面形成一碳納米管層狀結(jié)構(gòu) 120 ；將該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120從該支撐結(jié)構(gòu)上取下，鋪設(shè)于所述第一物件100的第一 表 面102?？梢岳斫?，所述支撐結(jié)構(gòu)可以為一基底，也可以為一框架結(jié)構(gòu)。當支撐結(jié)構(gòu)為一框 架結(jié)構(gòu)時，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120可部分懸空，此時可直接將懸空的碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120 直接鋪設(shè)于第一物件100的第一表面102上，再將該框架結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)去除。步驟三、提供一第二物件200，該第二物件200包括一第二表面202，將該第二物件 200的第二表面202覆蓋并接觸該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120設(shè)置，使該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120 位于第一物件100和第二物件200之間形成一多層結(jié)構(gòu)300?？梢岳斫?，在同一實施例中，第二物件200的形狀可以與第一物件100的形狀相 同，也可以不同；第二物件200的材料可以與第一物件100的材料相同，也可以不同2。本實施例中，所述第二物件200所包括的形狀和材料與第一物件100所包括的形狀和材料相同。 設(shè)置于第一物件100與第二物件200之間的碳納米管層狀結(jié)構(gòu)分別與所述第一物件100的 第一表面102及第二物件200的第二表面202接觸。 步驟四、放置上述多層結(jié)構(gòu)300于一電磁波環(huán)境中一段時間使該第一物件100和 第二物件200粘合于一體，行成一整體10。所述電磁波的功率為300瓦至2000瓦，頻率為IGHz至IOGHz。所述電磁波可以為 無線電波或微波。本實施例中，所述電磁波為微波，所述微波的功率為300瓦至1500瓦，頻 率為IGHz至5GHz，多層結(jié)構(gòu)300在微波環(huán)境中放置的時間為3秒至90秒。微波的功率越 大，多層結(jié)構(gòu)300在微波環(huán)境中的放置時間越短。物質(zhì)一般由極性分子和非極性分子組成， 微波能夠產(chǎn)生電磁場，在微波電磁場作用下，物質(zhì)中的極性分子從原來的隨機分布狀態(tài)轉(zhuǎn) 向依照電場的極性排列取向。而在高頻電磁場作用下，這些取向按交變電磁的頻率不斷變 化，這一過程造成極性分子的運動和相互摩擦從而產(chǎn)生熱量，使物質(zhì)溫度不斷升高，這就是 微波加熱的原理。由于絕緣材料中幾乎沒有極性分子，因此，微波幾乎是穿越而不被吸收。 而，實驗證明，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120中的碳納米管能與微波產(chǎn)生較強的相互作用，從而使 碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120能快速吸收微波的能量。由于第一物件100和第二物件200均為絕 緣材料，其對微波能量的吸收遠小于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)，且第一物件100和第二物件200的 熱容大于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120，因此，第一物件100和第二物件200本身靠其自身吸收的 微波能量所產(chǎn)生的溫度升高可以忽略，即，不會使整個第一物件100或第二物件200熔化。 由于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120的熱容較小，且與微波之間的相互作用較大，吸收微波能量之 后的碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120快速升高溫度，從而使與碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120接觸的第一物 件100的第一表面102與第二物件200的第二表面202的溫度逐漸升高。當?shù)谝晃锛?00 的第一表面102和第二物件200的第二表面202達到一定溫度之后，開始軟化或熔化。此 時，斷開微波或者將上述多層結(jié)構(gòu)300從微波環(huán)境中取出。本實施例中，第一物件100和第 二物件200的材料均為聚乙烯，聚乙烯的熔點為137°C左右，因此當碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120 的溫度達到137°C或略高于聚乙烯的熔點時，第一物件100的第一表面102和第二物件200 的表面開始熔化，此時斷開微波?？梢岳斫?，上述步驟也可在真空環(huán)境下或有保護氣體存在的環(huán)境下進行。所述真 空環(huán)境的真空度可以為10_2 10_6帕。所述保護氣體包括氮氣和惰性氣體。由于碳納米管 層狀結(jié)構(gòu)120中的碳納米管在600°C左右時容易被氧化破壞，因此，在真空環(huán)境或保護氣體 存在的情況下，可以保護碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120在高溫時不被破壞，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120 的溫度可以達到2000°C左右，可用于粘合熔點較高的物件。將上述多層結(jié)構(gòu)300冷卻之后，第一物件100和第二物件200便粘附于一體。由 于第一物件100的第一表面102和第二物件200的第二表面202已開始軟化或熔化，第一 物件100位于第二物件200的上方，由于重力作用，第一物件100施加一定壓力于第二物件 200，使第一物件100和第二物件200牢固地固定于一體。由于該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120包 括多個微孔，熔化的第一物件100的第一表面102和第二物件200的第二表面202可滲透 到碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120中，并透過該多個微孔相互粘合。由于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)120的 厚度較小，第一物件100和第二物件200之間不會存在縫隙?？蛇x擇地，還可以施加一定壓力于第一物件100和第二物件200以使該第一物件100與第二物件200相互粘合。也可以在多層結(jié)構(gòu)300位于微波環(huán)境中的同時，對第一物件 100和第二物件200施加壓力。本實施例中，在多層結(jié)構(gòu)300位于微波環(huán)境中的同時，對第一物件100和第二物件 200施加0. 5牛頓的壓力，在微波環(huán)境中加熱的時間為30秒。圖3為第一物件100和第二物件200之間結(jié)合的強度和微波加熱時間的關(guān)系圖， 其中，微波的能量為750瓦，頻率為2. 15GHz。從圖3可以看出，第一物件100和第二物件 200之間的結(jié)合力隨著微波加熱的時間增加而增加。當微波加熱的時間為30秒時，第一物 件100和第二物件200結(jié)合處的拉伸強度為3. 78MPa ；當微波加熱時間為75秒時，第一物 件100和第二物件200結(jié)合 處的拉伸強度為9. 66MPa,基本接近一體成型的純聚乙烯的拉伸 強度。本發(fā)明所提供的粘合兩物件的方法具有以下優(yōu)點其一，本發(fā)明通過碳納米管層 狀結(jié)構(gòu)與電磁波的相互作用加熱第一物件和第二物件與該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)接觸的表面， 使第一物件和第二物件的表面熔化，無需將第一物件和第二物件整體加熱，不會對物件本 身造成傷害。其二，由于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)具有較強的電磁波吸收能力，且具有較小的熱 容，升溫速度快，因此，可以快速地將第一物件和第二物件粘合；其三，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的 厚度較小，可以達到納米級，使用該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)粘合兩基體不會在兩物件之間形成 縫隙，因此，本發(fā)明所提供的粘合兩物件的方法使兩物件結(jié)合牢固，使兩物件粘合趨于一體 之后美觀大方；其四，碳納米管層狀結(jié)構(gòu)具有較好的柔韌性，使用該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)粘合 兩物件后，不會對粘合后物件的柔韌性造成影響；其五，本發(fā)明所提供的方法，簡單可控，適 用于工業(yè)化應(yīng)用。請參見圖4，本發(fā)明第二實施例提供一種粘合物件的方法。本實施例所提供的制 備方法與第一實施例基本相同，其區(qū)別在于，所述第一物件400的第一表面402與第二物件 600的第二表面602均為曲面。第一表面402和第二表面602的形狀相互吻合。碳納米管 層狀結(jié)構(gòu)420設(shè)置于第一表面402和第二表面602之間，由于碳納米管層狀結(jié)構(gòu)420具有 良好的柔韌性，可以很好的貼合于第一表面402和第二表面602。第一物件400和第二物件 600相互粘合后形成一整體20。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種粘合物件的方法，其包括以下步驟提供一第一物件，該第一物件具有一第一表面；提供一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)，將該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一表面；提供一第二物件，該第二物件包括一第二表面，將該第二物件的第二表面覆蓋并接觸 該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)設(shè)置，使該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)位于第一物件和第二物件之間形成一多 層結(jié)構(gòu)；放置上述多層結(jié)構(gòu)于一電磁波環(huán)境中一段時間使第一物件和第二物件粘合于一體。
2.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述第一物件及第二物件的材 料為絕緣材料。
3.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述第一物件及第二物件的材 料的熔點低于600°C。
4.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述電磁波的功率為300瓦至 2000 瓦。
5.如權(quán)利要求4所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述電磁波為微波，該微波的功 率為300瓦至1500瓦，頻率為IGHz至5GHz。
6.如權(quán)利要求5所述的粘合物件的方法，其特征在于，將所述多層結(jié)構(gòu)放置于微波環(huán) 境3秒至90秒。
7.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)為一由 碳納米管組成的純的碳納米管結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)通過噴 涂或涂敷的方法直接形成于第一物件第一表面。
9.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)形成于 第一表面的方法包括以下步驟制備至少一碳納米管膜；將上述至少一碳納米管膜鋪設(shè)于 第一物件第一表面。
10.如權(quán)利要求9所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述至少一碳納米管膜包括多 個碳納米管膜，將碳納米管膜設(shè)置在第一物件的第一表面的方法包括將多個碳納米管膜層 疊鋪設(shè)或平行無間隙鋪設(shè)于第一物件的第一表面。
11.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述放置上述多層結(jié)構(gòu)于一微 波環(huán)境中一段時間的步驟，在10_2 10_6帕的真空環(huán)境或保護氣體存在的情況下進行。
12.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述碳納米管層狀結(jié)構(gòu)包括多 個微孔，微孔的直徑小于10微米，所述第一物件和第二物件液化的部分滲透到該碳納米管 層狀結(jié)構(gòu)中，并透過該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)的微孔相互接觸并粘合于一體。
13.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，在放置上述多層結(jié)構(gòu)于一電磁 波環(huán)境中一段時間后，進一步包括一冷卻所述多層結(jié)構(gòu)的步驟。
14.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，在放置上述多層結(jié)構(gòu)于一電磁 波環(huán)境中一段時間后，進一步包括一施加壓力于第一物件和第二物件的步驟。
15.如權(quán)利要求1所述的粘合物件的方法，其特征在于，所述第一物件的第一表面和第 二物件的第二表面均為曲面，第一表面和第二表面的形狀相互吻合。
16.一種碳納米管層結(jié)構(gòu)在物件粘合中的使用方法，其特征在于，包括如下步驟提供兩個欲粘合的物件，每一物件具有與另一物件欲粘合的一表面，其中所述物件的 電磁波吸收能力低于碳納米管層結(jié)構(gòu)的電磁波吸收能力； 至少一個物件的所述表面上設(shè)置碳納米管層結(jié)構(gòu)；將兩個物件欲粘合的表面對接并電磁波環(huán)境中放置至所述欲粘合的表面軟化或熔化。
17.如權(quán)利要求16所述的碳納米管層結(jié)構(gòu)在物件粘合中的使用方法，其特征在于，所 述第一物件及第二物件的材料為絕緣材料。
18.如權(quán)利要求16所述的碳納米管層結(jié)構(gòu)在物件粘合中的使用方法，其特征在于，所 述第一物件及第二物件的材料的熔點低于600°C。
19.如權(quán)利要求16所述的碳納米管層結(jié)構(gòu)在物件粘合中的使用方法，其特征在于，所 述所述電磁波為微波，微波的功率為300瓦至1500瓦，頻率為IGHz至5GHz。
20.如權(quán)利要求19所述的碳納米管層結(jié)構(gòu)在物件粘合中的使用方法，其特征在于，將 所述多層結(jié)構(gòu)放置于微波環(huán)境3秒至90秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粘合物件的方法。該粘合物件的方法包括以下步驟提供一第一物件，該第一物件具有一第一表面；提供一碳納米管層狀結(jié)構(gòu)于第一表面；提供一第二物件，該第二物件包括一第二表面，將該第二物件的第二表面覆蓋并接觸該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)設(shè)置，使該碳納米管層狀結(jié)構(gòu)位于第一物件和第二物件之間形成一多層結(jié)構(gòu)；放置上述多層結(jié)構(gòu)于一電磁波環(huán)境中一段時間使第一物件和第二物件粘合于一體。
文檔編號C23C16/26GK102101371SQ20101052487
公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者姜開利, 王佳平, 范守善, 謝睿 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司