一種碳納米管電場定向裝置的制作方法

本發明涉及碳納米管的電場定向領域，是一種能夠獲得大量排列方向一致的碳納米管的裝置。屬于納米材料的定向領域。

背景技術：

碳納米管，是石墨片按照一定螺旋角卷曲而成的、直徑為納米級的管狀物質。其有非常大的長徑比，沿著長度方向的熱交換性能很高，而相對的其垂直方向的熱交換性能較低，通過合適的取向，碳納米管可以合成高各向異性的熱傳導材料。通過對碳納米管的定向，能夠更好地發揮碳納米管的導電、導熱等性能。而運用電場力對碳納米管進行定向是目前應用較多且效果顯著的方法，電場的作用會使碳納米管沿電場方向產生取向扭轉的誘導力，從而使碳納米管的軸向沿電場方向分布。

由于進行電場定向實驗的液體的濃度、狀態、體積可能不同，因此需要的電場強度大小需要多次實驗進行調節、摸索，所以迫切需要電場強度可調的定向裝置。

勻強電場的場強公式：

E＝U/d(1)

其中E為勻強電場的電場強度，單位為V/m，U為所施加的電壓，單位為V，d為沿場強方向兩點間距離，單位為m。由公式(1)可知，電場強度的大小與兩電極之間的距離成反比，因此可以通過調節兩電極間的距離來控制電場強度的大小。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供了一種電場強度可調節的碳納米管電場定向裝置。

為了實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種碳納米管電場定向裝置主要由電極定位裝置、電極定向裝置、支撐裝置組成，其特征在于：電極定位裝置包括可調螺母、升降螺紋絲桿、上橫梁、下橫梁、彈簧Ⅰ、導柱Ⅰ、彈簧Ⅱ、導柱Ⅱ；定向電極部分包括上電極板、下電極板、培養皿、上電極接口、下電極接口；支撐裝置由支柱Ⅰ、支柱Ⅱ、地腳Ⅰ、地腳Ⅱ、地腳Ⅲ、地腳Ⅳ組成。

在電極定位裝置中，升降螺紋絲桿上部焊接可調螺母，向下穿過上橫梁和下橫梁的中心孔，下端與上電極板的電極接口相抵；彈簧Ⅰ和彈簧Ⅱ分別套在導柱Ⅰ和導柱Ⅱ上，導柱Ⅰ和導柱Ⅱ固定在上橫梁并穿過下橫梁孔固定在上電極板，其中彈簧Ⅰ和彈簧Ⅱ在上橫梁、下橫梁之間。

在電極定向裝置中，培養皿放置在下電極板中心位置；上電極板、下電極板上各有一處電極接口，通過導線可連接電源。

在支撐裝置中，下橫梁由支柱Ⅰ、支柱Ⅱ支撐，下電極板上固定絕緣的地腳Ⅰ、地腳Ⅱ、地腳Ⅲ、地腳Ⅳ，支撐整個裝置。

本發明的效果是：試驗時可以實現不同電場強度下的碳納米管定向，通過對上、下電極板之間距離的調節，來改變電場強度的大小，即碳納米管受到的電場力的大小；若在電極接口連接變壓器，可以增大電場強度的調節范圍；可以實現直流電和交流電兩種效果的定向。

附圖說明

附圖1是本發明的結構安裝圖。

附圖2是本發明的結構安裝圖的俯視圖。

圖中：1.可調螺母、2.升降螺紋絲桿、3.上橫梁、4.下橫梁、5.彈簧Ⅰ、6.導柱Ⅰ、7.彈簧Ⅱ、8.導柱Ⅱ、9.上電極板、10.下電極板、11.培養皿、12.支柱Ⅰ、13.支柱Ⅱ、14.上電極接口、15.下電極接口、16.地腳Ⅰ、17.地腳Ⅱ、18.地腳Ⅲ、19.地腳Ⅳ。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明具體的實施方法：

如圖所示，一種碳納米管電場定向裝置主要由電極定位裝置、電極定向裝置、支撐裝置組成，其特征在于：電極定位裝置包括可調螺母(1)、升降螺紋絲桿(2)、上橫梁(3)、下橫梁(4)、彈簧Ⅰ(5)、導柱Ⅰ(6)、彈簧Ⅱ(7)、導柱Ⅱ(8)；定向電極部分包括上電極板(9)、下電極板(10)、培養皿(11)、上電極接口(14)、下電極接口(15)；支撐裝置由支柱Ⅰ(12)、支柱Ⅱ(13)、地腳Ⅰ(16)、地腳Ⅱ(17)、地腳Ⅲ(18)、地腳Ⅳ(19)。

在電極定位裝置中，升降螺紋絲桿(2)上部焊接可調螺母(1)，向下穿過上橫梁(3)和下橫梁(4)的中心孔，下端與上電極板的上電極接口(14)相抵；彈簧Ⅰ(5)和彈簧Ⅱ(7)分別套在導柱Ⅰ(6)和導柱Ⅱ(8)上，導柱Ⅰ(6)和導柱Ⅱ(8)固定在上橫梁(3)并穿過下橫梁(4)孔固定在上電極板(9)，其中彈簧Ⅰ(5)和彈簧Ⅱ(7)在上橫梁(3)、下橫梁(4)之間。

在電極定向裝置中，培養皿(11)放置在下電極板(10)中心位置；上電極板(9)、下電極板(10)上分別有上電極接口(14)和下電極接口(15)，通過導線可連接電源。

在支撐裝置中，下橫梁由支柱Ⅰ(12)、支柱Ⅱ(13)支撐，下電極板(10)上固定絕緣的地腳Ⅰ(16)、地腳Ⅱ(17)、地腳Ⅲ(18)、地腳Ⅳ(19)，支撐整個裝置。

本發明工作原理和工作過程為：

在進行不同場強下的碳納米管定向時，將裝有碳納米管溶液的培養皿(11)放在下電極板(10)的中心位置處，旋轉可調螺母(1)使上橫梁(3)、升降螺紋絲桿(2)下降，升降螺紋絲桿(2)通過下壓上電極接口(14)而帶動上電極板(9)下降，同時上橫梁(3)和導柱Ⅰ(6)、導柱Ⅱ(8)下降使本來與導柱固定在一起的上電極板(9)下降，上電極板(9)下側與下電極板(10)上側之間的距離為有效距離，調整到實驗所需距離后，連接上電極接口(14)和下電極接口(15)的導線接通電源，碳納米管開始受到電場力而定向。

以上實施方案僅用于說明而非限制本發明的技術方案。不脫離本發明精神的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。