奈米碳管之制作设备及其制作方法

主权项

一种于大气环境下制作奈米碳管之方法，包含下列步骤：提供一碳材以及与该碳材相对之一基底，其中该基底上具有一含碳层以及一触媒，该触媒系位于该含碳层上且朝向该碳材；以及对于该碳材进行一脉冲加热步骤，每次持续一操作期间，该操作期间系为0.1微秒至500微秒之间，藉此使该碳材上的碳离子游离出来，并随后于该基底之触媒上产生奈米碳管。如请求项1所述之方法，其中该脉冲加热步骤系为提供一电弧。如请求项2所述之方法，更包含提供一电源，该电源连接该碳材及该基底，使该碳材实质上为一阳极，而该基底实质上为一阴极。如请求项3所述之方法，其中该电源施加一操作电压以及一操作电流于该阳极与该阴极，俾于该阳极与该阴极之间产生该电弧。如请求项4所述之方法，其中该操作电压实质上系介于30伏特至180伏特之间，而该操作电流实质上系介于1安培至5安培之间。如请求项3所述之方法，其中该阳极系为一针状电极。如请求项6所述之方法，其中该针状电极系为石墨或碳纤维。如请求项6所述之方法，其中该针状电极之顶端与该触媒间之距离系介于1微米至10微米之间。如请求项6所述之方法，其中该针状电极之直径系小于1毫米。如请求项9所述之方法，其中该碳材系为一石墨棒，该石墨棒具有实质上3厘米之直径及实质上60度之锥角，俾形成该针状电极。如请求项1所述之方法，其中该触媒系包含选自下列群组之材料：铁、钴、镍、镧、钇及其组合。如请求项1所述之方法，其中该脉冲加热步骤系为针对该碳材提供一脉冲热源。如请求项12所述之方法，其中该脉冲热源系为雷射或红外线。如请求项1所述之方法，其中该基底是由一探针所组成，俾于该探针之顶端形成该奈米碳管。一种于大气环境下制作奈米碳管之设备，包括：一碳材；一基底，系相对于该碳材，其中该基底上具有一含碳层以及一触媒，该触媒系位于该含碳层上且朝向该碳材；以及一脉冲加热装置，用以加热该碳材，每次持续一操作期间，该操作期间系为0.1微秒至500微秒之间，藉此使该碳材上的碳离子游离出来，并随后于该基底之触媒上产生奈米碳管。如请求项15所述之设备，其中该脉冲加热装置系为一电源，用以施加一操作电压以及一操作电流于该碳材与该基底，使该碳材实质上为一阳极，而该基底实质上为一阴极，并持续一操作期间，使该碳材与该基底之间产生一电弧，以于该基底之该触媒上产生奈米碳管。如请求项16所述之设备，其中该操作电压实质上系介于30伏特至180伏特之间，而该操作电流实质上系介于1安培至5安培之间。如请求项16所述之设备，其中该阳极系为一针状电极。如请求项18所述之设备，其中该针状电极系为石墨或碳纤维。如请求项18所述之设备，其中该针状电极之顶端与该触媒间之距离系介于1微米至10微米之间。如请求项18所述之设备，其中该针状电极之直径系小于1毫米。如请求项21所述之设备，其中该碳材系为一石墨棒，该石墨棒具有实质上3厘米之直径及实质上60度之锥角，俾形成该针状电极。如请求项14所述之设备，其中该触媒系包含选自下列群组之材料：铁、钴、镍、镧、钇及其组合。如请求项14所述之设备，其中该脉冲加热装置系产生一脉冲热源。如请求项24所述之设备，其中该脉冲热源系为雷射或红外线。如请求项14所述之设备，其中该基底是由一探针所组成，俾于该探针之顶端形成该奈米碳管。