在常温下,这种复合材料的电导率与Cu相当。但即便在200℃左右的高温下,新材料的电导率也不会明显降低,这一点比Cu还要出色。
CNT-Cu复合材料与Cu在不同温度下的电导率变化。CNT-Cu复合材料与Cu相比,温度造成的电导率变化较小。
据产综研介绍,新材料的制作工艺基本上是在含有Cu离子的溶液中对CNT进行电镀处理。关键点是在有机类溶液中以1m~5mA/cm2的电流密度缓慢对CNT进行电镀处理,而不是在水溶液中快速进行镀铜处理。这样便可在CNT构造体内部填充Cu。
CNT-Cu复合材料的制造工艺概要。将产综研与日本瑞翁等开发的垂直配向单层CNT改为水平配向后,先后在有机类溶液和水溶液中进行镀铜处理制作而成。
目前存在1000倍以上的价格差距
这种复合材料存在的最大问题是单层CNT的成本还很高。目前单层CNT的成本为1000日元~1万日元/g(因纯度不同而异),与4300日元/g左右的Au差不多。而Cu的成本却只有约0.76日元/g,单层CNT与之存在极大的价格差距。
产综研此次在制造单层CNT时,采用了该研究所与日本瑞翁等公司联合开发的“超速成长法(Super Growth)”,这是一种可制造高纯度单层CNT的工艺。瑞翁计划从2015年开始采用超速成长法正式量产单层CNT。将来有可能将制造成本降至10日元/g左右。
产综研表示,今后将与制造厂商联合开发新材料的具体用途,推进实用化。