本實(shí)用新型涉及對(duì)鍍膜碳納米管纖維的處理，具體地，涉及一種對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔的拉拔系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為了提高碳納米管纖維的導(dǎo)電性能，可以在碳納米管纖維的表面鍍一層金屬膜。但是，碳納米管纖維上形成的金屬膜比較疏松，連續(xù)性較差。

因此，如何提高鍍膜的碳納米管纖維表面的金屬膜的致密性成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種鍍膜碳納米管纖維的拉拔系統(tǒng)，利用所述拉拔系統(tǒng)可以使得所述鍍膜碳納米管纖維表面的金屬膜更加致密。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種鍍膜碳納米管纖維的拉拔系統(tǒng)，其中，所述拉拔系統(tǒng)包括：

至少一對(duì)繞絲輥，各對(duì)所述繞絲輥中的一者用于纏繞待拉拔的鍍膜碳納米管纖維，成對(duì)的所述繞絲輥中的另一者用于纏繞拉拔后的鍍膜碳納米管纖維；

至少一個(gè)拉拔模具，每對(duì)所述繞絲輥對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)所述拉拔模具，所述拉拔模具能夠設(shè)置在相應(yīng)的一對(duì)所述繞絲輥的兩個(gè)所述繞絲輥之間，所述拉拔模具包括模具本體，所述模具本體上形成有貫穿該模具本體的?？祝瞿？椎闹睆叫∮谒龃五兡ぬ技{米管纖維的直徑。

優(yōu)選地，所述拉拔系統(tǒng)還包括傳感器、控制器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)成對(duì)的所述繞絲輥同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制器的輸入端與所述傳感器的輸出端相連，所述控制器的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端相連，所述傳感器用于檢測(cè)連接在成對(duì)的所述繞絲輥之間的纖維上的張力，當(dāng)所述張力超過預(yù)定值時(shí)生成感應(yīng)信號(hào)，所述控制器接收到所述感應(yīng)信號(hào)時(shí)生成控制信號(hào)，所述控制信號(hào)能夠調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速。

優(yōu)選地，所述拉拔系統(tǒng)還包括預(yù)處理裝置，所述預(yù)處理裝置能夠?qū)λ龃蔚腻兡ぬ技{米管纖維的端部進(jìn)行預(yù)處理，以使得所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的端部的直徑減小。

利用本實(shí)用新型所提供的拉拔系統(tǒng)對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔，可以使得鍍膜碳納米管纖維表面金屬膜更加致密，從而可以提高所述鍍膜碳納米管纖維的導(dǎo)電性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所提供的拉拔系統(tǒng)的示意圖；

圖2是一種未經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的掃描圖片，其中，碳納米管纖維上的金屬膜為銅膜；

圖3利用本實(shí)用新型實(shí)施例1的方法對(duì)圖2中的鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行一個(gè)道次的拉拔后的纖維的掃描圖像；

圖4是圖3中纖維的放大圖；

圖5是利用本實(shí)用新型實(shí)施例2的方法對(duì)碳納米管纖維進(jìn)行一個(gè)道次的拉拔后的纖維的掃描圖像；

圖6是圖5中纖維的放大圖；

圖7是另一種未經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的掃描圖片，其中，碳納米管纖維上的金屬膜為銅膜；

圖8利用本實(shí)用新型實(shí)施例1的方法對(duì)圖7中的鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行一個(gè)道次的拉拔后的纖維的掃描圖像；

圖9是圖8中纖維的放大圖。

附圖標(biāo)記說明

10、60：繞絲輥 20：鍍膜碳納米管纖維

30：模具安裝座 40：傳感器

50：拉拔模具

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種鍍膜碳納米管纖維的拉拔系統(tǒng)，其中，所述拉拔系統(tǒng)包括：

至少一對(duì)繞絲輥(圖1中，包括繞絲輥10和繞絲輥60)，各對(duì)所述繞絲輥中的一者用于纏繞待拉拔的鍍膜碳納米管纖維(圖1中，繞絲輥10用于纏繞待拉拔的鍍膜碳納米管纖維)，成對(duì)的所述繞絲輥中的另一者用于纏繞拉拔后的鍍膜碳納米管纖維(圖1中，繞絲輥60用于纏繞拉拔后的鍍膜碳納米管纖維)；

至少一個(gè)拉拔模具50，每對(duì)所述繞絲輥對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)拉拔模具50，拉拔模具50能夠設(shè)置在相應(yīng)的一對(duì)所述繞絲輥的兩個(gè)所述繞絲輥之間，所述拉拔模具包括模具本體，所述模具本體上形成有貫穿該模具本體的?？祝瞿？椎闹睆叫∮谒龃五兡ぬ技{米管纖維的直徑。

需要解釋的是，每對(duì)繞絲輥可以對(duì)應(yīng)一個(gè)拉拔模具50，也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)拉拔模具50。如果需要對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行一個(gè)道次的拉拔，那么，每對(duì)繞絲輥對(duì)應(yīng)一個(gè)拉拔模具50。如果需要對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行多個(gè)道次的拉拔，那么，每對(duì)繞絲輥對(duì)應(yīng)多個(gè)拉拔模具50，且多個(gè)拉拔模具的模孔的孔徑各不相同。

在利用圖1中所示的拉拔系統(tǒng)對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔時(shí)，首先將待拉拔的鍍膜碳納米管纖維20纏繞在繞絲輥10上，然后在繞絲輥10上拾取待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的自由端，將該自由端穿過拉拔模具50的模孔，然后將自由端固定在繞絲輥60上，隨后驅(qū)動(dòng)繞絲輥10和繞絲輥60同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。此處同步轉(zhuǎn)動(dòng)是指，轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同、轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。由于拉拔模具50的?？椎目讖叫∮诖蔚腻兡ぬ技{米管纖維20的直徑，因此，鍍膜碳納米管纖維20經(jīng)過拉拔模具50的?？椎倪^程即為拉拔的過程。

經(jīng)過拉拔之后，鍍膜碳納米管纖維上的金屬膜致密化，從而可以提高鍍膜碳納米管纖維的導(dǎo)電率。

如果需要對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行多個(gè)道次的拉拔，那么兩個(gè)道次的拉拔之間，僅僅是繞絲輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和/或轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同，更換不同?？椎哪＞呒纯?，因此，本實(shí)用新型所提供的拉拔系統(tǒng)適于對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行連續(xù)拉拔，有利于工業(yè)上的批量生產(chǎn)。

在本實(shí)用新型中，對(duì)如何設(shè)置拉拔模具50并沒有特殊的限制，例如，在圖1中所示的實(shí)施方式中，可以將拉拔模具50設(shè)置在模具安裝做30上。

優(yōu)選地，所述拉拔系統(tǒng)還包括傳感器40、控制器(未示出)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(未示出)。所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)成對(duì)的所述繞絲輥同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，所述控制器的輸入端與所述傳感器的輸出端相連，所述控制器的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制端相連，所述傳感器用于檢測(cè)連接在成對(duì)的所述繞絲輥之間的纖維上的張力，當(dāng)所述張力超過預(yù)定值時(shí)生成感應(yīng)信號(hào)，所述控制器接收到所述感應(yīng)信號(hào)時(shí)生成控制信號(hào)，所述控制信號(hào)能夠調(diào)節(jié)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速。

所述預(yù)定值由鍍膜碳納米管纖維的強(qiáng)度決定，當(dāng)連接在成對(duì)的繞絲輥之間的鍍膜碳納米管纖維的張力時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)減速，可以防止鍍膜碳納米管纖維斷裂。

優(yōu)選地，所述拉拔系統(tǒng)還包括預(yù)處理裝置，所述預(yù)處理裝置能夠?qū)λ龃蔚腻兡ぬ技{米管纖維的端部進(jìn)行預(yù)處理，以使得所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的端部的直徑減小，從而便于鍍膜碳納米管纖維穿過拉拔模具50的?？住?/p>

在本實(shí)用新型中，對(duì)所述預(yù)處理裝置的具體結(jié)構(gòu)并沒有特殊的限制，只要能夠使得所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的端部的直徑減小即可。

作為本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供一種利用本實(shí)用新型所提供的上述拉拔系統(tǒng)對(duì)鍍膜碳納米管纖維的進(jìn)行拉拔的方法，其中，對(duì)于每對(duì)所述繞絲輥，其中一個(gè)所述繞絲輥上纏繞有所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維，所述方法包括至少一個(gè)道次的拉拔周期，每個(gè)所述拉拔周期包括：

從成對(duì)的所述繞絲輥中纏繞有所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的一者上拾取所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的自由端，并將所述自由端穿過相應(yīng)所述拉拔模具的?？?，并固定在成對(duì)的所述繞絲輥中的另一者上；

驅(qū)動(dòng)成對(duì)的所述繞絲輥同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。

如上文中所述，在利用圖1中所示的拉拔系統(tǒng)對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔時(shí)，首先將待拉拔的鍍膜碳納米管纖維20纏繞在繞絲輥10上，然后在繞絲輥10上拾取待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的自由端，將該自由端穿過拉拔模具50的模孔，然后將自由端固定在繞絲輥60上，隨后驅(qū)動(dòng)繞絲輥10和繞絲輥60同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。此處同步轉(zhuǎn)動(dòng)是指，轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同、轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。由于拉拔模具50的模孔的孔徑小于待拉拔的鍍膜碳納米管纖維20的直徑，因此，鍍膜碳納米管纖維20經(jīng)過拉拔模具50的?？椎倪^程即為拉拔的過程。

經(jīng)過拉拔之后，鍍膜碳納米管纖維上的金屬膜致密化，從而可以提高鍍膜碳納米管纖維的導(dǎo)電率。

如果需要對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行多個(gè)道次的拉拔，那么兩個(gè)道次的拉拔之間，僅僅是繞絲輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和/或轉(zhuǎn)動(dòng)速度不同，更換不同?？椎哪＞呒纯桑虼?，本實(shí)用新型所提供的拉拔系統(tǒng)適于對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行連續(xù)拉拔，有利于工業(yè)上的批量生產(chǎn)。

優(yōu)選地，在驅(qū)動(dòng)所述成對(duì)的所述繞絲輥同步地轉(zhuǎn)動(dòng)的步驟中，所述繞絲輥的轉(zhuǎn)動(dòng)速度設(shè)置為使得所述鍍膜碳納米管纖維的線速度為20毫米/分鐘至100毫米/分鐘。將線速度設(shè)置在此范圍內(nèi)既可以順暢地進(jìn)行拉拔，獲得較好的拉拔效果，還可以防止鍍膜碳納米管纖維上收到過大的張力。

優(yōu)選地，在每個(gè)所述拉拔周期中，所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的直徑至少比相應(yīng)的所述模孔的直徑大2微米，從而獲得較好的拉拔效果，并且可以防止金屬膜破裂。

在本實(shí)用新型中，對(duì)拉拔周期的道次并沒有特殊的限制。

優(yōu)選地，所述方法包括兩個(gè)個(gè)道次的拉拔周期；

在第一個(gè)道次的拉拔周期中待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的膜為銅膜，且厚度為4毫米至6毫米，第一個(gè)道次的拉拔周期中，所述鍍膜碳納米管纖維的線速度為40毫米/分鐘至60毫米/分鐘；

在第二個(gè)道次的拉拔周期中，所述鍍膜碳納米管纖維的線速度為20毫米/分鐘至30毫米/分鐘。

具體地，最初的鍍膜碳納米管纖維上銅膜的厚度為6微米，第一道次的拉拔，鍍膜碳納米管纖維的線速度可以為60毫米/分鐘。

第二個(gè)道次的拉拔周期中，鍍膜碳納米管纖維的線速度可以為30毫米/分鐘。

優(yōu)選地，所述方法包括兩個(gè)個(gè)道次的拉拔周期；

在第一個(gè)道次的拉拔周期中待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的膜為銅膜，且厚度為6毫米至8毫米，第一個(gè)道次的拉拔周期中，所述鍍膜碳納米管纖維的線速度為30毫米/分鐘至40毫米/分鐘；

在第二個(gè)道次的拉拔周期中，所述鍍膜碳納米管纖維的線速度為10毫米/分鐘至20毫米/分鐘。

具體地，最初的鍍膜碳納米管纖維上銅膜的厚度為8微米，第一道次的拉拔，鍍膜碳納米管纖維的線速度可以為40毫米/分鐘。

第二個(gè)道次的拉拔周期中，鍍膜碳納米管纖維的線速度可以為20毫米/分鐘。

為了便于將鍍膜碳納米管纖維穿過拉拔模具的?？?，優(yōu)選地，所述方法包括在第一個(gè)道次的拉拔周期之前進(jìn)行的：

對(duì)所述鍍膜碳納米管纖維的端部進(jìn)行預(yù)處理，以使得預(yù)處理后的所述鍍膜碳納米管纖維的端部的直徑不小于第一個(gè)道次的所述拉拔模具的?？椎目讖?。

優(yōu)選地，所述方法包括多個(gè)道次的拉拔周期，所述方法包括在相鄰兩個(gè)道次的拉拔周期之間進(jìn)行的：

控制所述繞絲輥反轉(zhuǎn)。

在這種情況中，上一個(gè)道次中用作放絲輥的繞絲輥在下一個(gè)道次中用作收絲輥。相應(yīng)地，上一個(gè)道次中用作收絲輥的繞絲輥在下一個(gè)道次中用作放絲輥。

為了防止鍍膜碳納米管纖維斷裂，優(yōu)選地，所述方法還包括：

檢測(cè)成對(duì)的所述繞絲輥之間的鍍膜碳納米管纖維受到的張力，當(dāng)所述張力大于所述預(yù)定值時(shí)，控制所述繞絲輥減速。

實(shí)施例

圖2和圖3中所示的鍍膜碳納米管纖維上的金屬膜為銅膜，銅膜厚度為6微米，利用四探針法測(cè)得的導(dǎo)電率為2.0×10⁷S/m，拉伸強(qiáng)度為500MPa。

圖7中所示的鍍膜碳納米管纖維上的金屬膜為銅膜，銅膜厚度為8微米，利用四探針法測(cè)得的導(dǎo)電率為2.3×10⁷S/m，拉伸強(qiáng)度為350MPa。

實(shí)施例1

利用圖1中的拉拔系統(tǒng)對(duì)圖2中的鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔，其中，拉拔模具的?？字睆綖?微米。繞絲輥10上纏繞有待拉拔的鍍膜碳納米管纖維。

所述拉拔方法包括：

S1、從所述繞絲輥10上拾取所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的自由端，并將所述自由端，將其穿過拉拔模具50的模孔，并固定在成對(duì)的繞絲輥60上；

S2、驅(qū)動(dòng)成對(duì)的繞絲輥10和繞絲輥60同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，鍍膜碳納米管纖維的線速度為60毫米/分鐘。

當(dāng)經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維完全纏繞在繞絲輥60上之后，停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維利用四探針法測(cè)得的導(dǎo)電率為2.7×10⁷S/m，拉伸強(qiáng)度為550MPa。由此可知，經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的導(dǎo)電率和強(qiáng)度均增加，并且，圖4和圖5中所示的是實(shí)施例1中的經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維。通過圖4和圖5可知，經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的表面金屬膜更加致密。

實(shí)施例2

利用圖1中的拉拔系統(tǒng)對(duì)鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔，其中，拉拔模具的?？字睆綖?微米。本實(shí)施例中用到的鍍膜碳納米管纖維為實(shí)施例1中得到的經(jīng)過一道次拉拔的鍍膜碳納米管纖維。

所述拉拔方法包括：

S1、從所述繞絲輥20上拾取所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的自由端，并將所述自由端，將其穿過拉拔模具50的模孔，并固定在成對(duì)的繞絲輥10上；

S2、驅(qū)動(dòng)成對(duì)的繞絲輥10和繞絲輥60同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，鍍膜碳納米管纖維的線速度為30毫米/分鐘。

當(dāng)經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維完全纏繞在繞絲輥60上之后，停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維利用四探針法測(cè)得的導(dǎo)電率為3.8×10⁷S/m，拉伸強(qiáng)度為600MPa。由此可知，經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的導(dǎo)電率和強(qiáng)度均增加，并且，圖6和圖7中所示的是實(shí)施例2中的經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維。通過圖6和圖7可知，經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的表面金屬膜更加致密。

實(shí)施例3

利用圖1中的拉拔系統(tǒng)對(duì)圖6中的鍍膜碳納米管纖維進(jìn)行拉拔，其中，拉拔模具的?？字睆綖?微米。繞絲輥10上纏繞有待拉拔的鍍膜碳納米管纖維。

所述拉拔方法包括：

S1、從所述繞絲輥10上拾取所述待拉拔的鍍膜碳納米管纖維的自由端，并將所述自由端，將其穿過拉拔模具50的模孔，并固定在成對(duì)的繞絲輥60上；

S2、驅(qū)動(dòng)成對(duì)的繞絲輥10和繞絲輥60同步地轉(zhuǎn)動(dòng)，鍍膜碳納米管纖維的線速度為60毫米/分鐘。

當(dāng)經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維完全纏繞在繞絲輥60上之后，停止驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維利用四探針法測(cè)得的導(dǎo)電率為3.5×10⁷S/m，拉伸強(qiáng)度為480MPa。由此可知，經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的導(dǎo)電率和強(qiáng)度均增加，并且，圖8和圖9中所示的是實(shí)施例3中的經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維。通過圖8和圖9可知，經(jīng)過拉拔的鍍膜碳納米管纖維的表面金屬膜更加致密。

可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。