本申請(qǐng)要求2014年11月12日提交的美國(guó)申請(qǐng)第62/078,616號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并且本申請(qǐng)是2015年1月9日提交的美國(guó)申請(qǐng)第14/593,192號(hào)的繼續(xù)申請(qǐng)，本文以其作為基礎(chǔ)并將其全文分別通過(guò)引用結(jié)合于此。

背景技術(shù)：

本文一般地涉及高溫基材材料，其可用于制造和/或沉積碳納米管。

技術(shù)背景

碳納米管通常生長(zhǎng)在能夠經(jīng)受住用于碳納米管制造工藝的極端條件的基材材料上，例如基材不在超過(guò)800℃的溫度發(fā)生軟化并且基材耐受與潛在化學(xué)品(例如，用于蝕刻或去除碳納米管的硝酸)的接觸。因此，熱不敏感材料(例如，氮化鎵、藍(lán)寶石、硅晶片、從大塊二氧化硅塊體切出的二氧化硅晶片等)常用作基材材料。但是，用于碳納米管生長(zhǎng)和/或沉積的許多常規(guī)基材傾向于是非撓性的，是無(wú)法充分成形的，是厚且重的，并且由于制造此類基材的相應(yīng)大量工藝是極為昂貴的。

例如，可用于碳納米管112生長(zhǎng)基材的典型硅晶片110，作為大型晶體桿/錠的一部分進(jìn)行生長(zhǎng)，其后續(xù)切割成碟形形狀晶片，然后用研磨、碾磨和拋光等進(jìn)行精整。這些制造步驟得到具有光滑精整表面114的圓形晶片110，如圖1所示。但是，晶片110傾向于是較厚和/或非撓性的，因?yàn)樘貏e是對(duì)于薄的撓性片材而言，切割、研磨、碾磨和拋光制造步驟可能是困難的。此外，常規(guī)基材的非撓性可能引起用于去除碳納米管112的問(wèn)題，使得難以刮掉和/或收集碳納米管112。此外，可以使用熱生長(zhǎng)的氧化物層來(lái)生長(zhǎng)碳納米管。

除此之外，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人觀察到，晶片基材110是圓形的，這從可用空間的利用而言，對(duì)于制造碳納米管可能是低效的，特別是當(dāng)以直線型空間來(lái)制造碳納米管時(shí)。但是，由于常規(guī)晶體桿/錠制造方法，圓形形狀傾向于提供每片桿的最大表面，并且對(duì)于基材制造商而言，由于制造工藝的高花費(fèi)以及基材制造商希望最大化相應(yīng)基材的表面積(而不考慮用于制造碳納米管的設(shè)備形狀)，將圓形形狀切割成直線型形狀可能是有悖常理的。

存在對(duì)于基材(例如，用于制造或使用碳納米管的那些基材，例如生長(zhǎng)、沉積、支撐等)的需求，其中，基材克服了與常規(guī)此類基材通常相關(guān)的部分或全部上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一些實(shí)施方式包括用于制造和/或使用碳納米管的組件，其包括：基材，以及碳納米管及其前體中的至少一種。基材是sio2(二氧化硅)或其摻雜形式，并且厚度小于500μm。此外，基材是可彎曲的，并且表面具有非平坦或未拋光紋理，從而表面包括凸起和凹陷特征。碳納米管和/或其前體與基材的凹陷特征相連。

一些實(shí)施方式包括用于制造和/或使用碳納米管的熔融石英基材。熔融石英基材布置成特別薄的片材，厚度小于500μm，例如小于250μm，并且在一些此類實(shí)施方式中，小于150μm。熔融石英基材垂直于厚度的最小尺寸小于100m且大于100μm，例如小于10m且大于1mm，例如小于5m且大于3mm。熔融石英基材具有限定了位于其內(nèi)部的表面的非圓形周界，所述表面與厚度垂直，其中，表面最初是未拋光的，從而對(duì)于其上的40乘30微米的區(qū)域(其可以是表面的子區(qū)段)，表面的表面粗糙度ra大于1.5埃。熔融石英基材是可彎曲的，從而薄片在25℃彎曲成至少500mm的曲率半徑(例如，至少300mm，例如，至少150mm)而不發(fā)生破裂，從而有助于基材彎曲用于例如去除碳納米管。

一些實(shí)施方式包括用于制造和/或使用碳納米管的組件，其中，組件包括：基材，以及碳納米管及其前體中的至少一種。基材由至少99重量％的組成為(sio2)1-x-y.m′xm″y的玻璃構(gòu)成，其中，m′和m″中的一個(gè)或兩個(gè)是元素、摻雜劑或取代物，其可以是氧化物形式或其組合，或者可以是省略的，以及其中，x加y的總和小于1，例如小于0.5，和/或其中，x和y是小于或等于0.1，例如小于或等于0.05，例如小于或等于0.025，以及在一些此類實(shí)施方式中，對(duì)于m′和m″中的一個(gè)或兩個(gè)，大于10×10^-7。基材布置成特別薄的片材，厚度小于500μm，例如小于250μm，并且在一些此類實(shí)施方式中，小于150μm。在某些實(shí)施方式中，基材是晶體，以及在某些情況下，基材是無(wú)定形的?；拇怪庇诤穸鹊淖钚〕叽?例如，寬度、長(zhǎng)度)小于100m且大于100μm，例如小于10m且大于1mm，例如小于5m且大于3mm?；氖强蓮澢?，從而當(dāng)薄片在25℃的室溫下彎曲成至少500mm的曲率半徑(例如，至少300mm，例如，至少150mm)時(shí)，不發(fā)生破裂?；牡谋砻婢哂蟹瞧教够蛭磼伖饧y理，從而表面包括凸起和凹陷特征，其中，至少部分凸起特征從表面延伸的距離比凹陷特征遠(yuǎn)至少10埃，例如至少50埃，例如至少100埃，例如至少500?！，F(xiàn)參見(jiàn)所述的碳納米管及其前體中的至少一種，所述的碳納米管及其前體中的至少一種間接布置在基材上，具有至少一層中間層或涂層(例如催化劑或引發(fā)劑)，或者直接布置在基材上并與其接觸。在一些此類實(shí)施方式中，所述的碳納米管及其前體中的至少一種的至少一部分與基材的至少部分凹陷特征錨定(例如，與其粘附、粘結(jié)，端部與其附連)。在其他考慮的實(shí)施方式中，本文所揭示的基材可以拋光以減少部分所揭示的表面特征的存在。

一些實(shí)施方式包括用于制造和/或使用碳納米管的組件，其中，組件包括：基材，以及與其整合和/或與其相連的催化劑?；木哂猩衔亩温渲兴龅慕M成、幾何形貌、撓性和表面微結(jié)構(gòu)。在一些此類實(shí)施方式中，基材具有高的軟化點(diǎn)溫度(其大于800℃)且具有低的熱膨脹系數(shù)(在50-300℃的溫度范圍小于10×10^-7/℃)，對(duì)于本文所述的其他實(shí)施方式也可能是這種情況。催化劑至少部分位于至少部分的基材的凹陷特征中。此外，在一些此類實(shí)施方式中，催化劑包括過(guò)渡金屬，例如過(guò)渡金屬氧化物。

一些實(shí)施方式包括熔融石英基材。基材具有限定了位于其內(nèi)部的表面的周界，其中，表面與熔融石英基材的厚度垂直。熔融石英基材布置成片材，厚度小于500μm，例如小于250μm，并且在一些此類實(shí)施方式中，小于150μm。熔融石英基材垂直于厚度的最小尺寸(例如，寬度、長(zhǎng)度)小于100m且大于100μm，例如小于10m且大于1mm，例如小于5m且大于3mm。表面的面積大于1mm²，例如大于1cm²，例如大于4cm²和/或小于1km²，例如小于30m²，這也可適用于本文所揭示的其他實(shí)施方式。在一些此類實(shí)施方式中，表面包括相交的細(xì)長(zhǎng)特征，細(xì)長(zhǎng)特征的長(zhǎng)度至少是其寬度的十倍。特征可以是凸起特征和/或凹陷特征，其中，至少一些細(xì)長(zhǎng)特征的寬度大于2μm且小于10mm。此外，表面具有紋理化微結(jié)構(gòu)，其至少部分是通過(guò)相交的細(xì)長(zhǎng)特征形成的，其中，表面的凸起特征從表面向外延伸的距離至少比表面的凹陷特征大2μm。其他此類實(shí)施方式可包括具有紋理化微結(jié)構(gòu)的未拋光表面，但是沒(méi)有細(xì)長(zhǎng)特征和/或沒(méi)有相交的細(xì)長(zhǎng)特征。

其他實(shí)施方式包括用于使得煙炱片致密化或者至少部分燒結(jié)的工藝。工藝包括將激光能導(dǎo)向到煙炱片的第一部分的步驟。工藝包括用激光能使得煙炱片的所述第一部分至少部分燒結(jié)的另一個(gè)步驟，從而增加所述第一部分相對(duì)于煙炱片未接收激光能的第二部分的密度。

應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述給出了本公開(kāi)的主題的實(shí)施方式，用來(lái)提供理解要求保護(hù)的本公開(kāi)的主題的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。包括的附圖提供了對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的進(jìn)一步的理解，附圖被結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分。附圖以圖示形式說(shuō)明了本公開(kāi)的主題各種實(shí)施方式，并與描述一起用來(lái)解釋本公開(kāi)的主題的原理和操作。此外，附圖和說(shuō)明僅僅是示例性的，并不試圖以任意方式限制權(quán)利要求的范圍。

附圖說(shuō)明

當(dāng)結(jié)合以下附圖閱讀下面對(duì)本公開(kāi)的具體實(shí)施方式的詳細(xì)描述時(shí)，可對(duì)其形成最好的理解，附圖中相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記表示，其中：

圖1示意性顯示用于生長(zhǎng)碳納米管的基材的常規(guī)硅晶片的透視圖。

圖2示意性顯示根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的基材的透視圖。

圖3是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的基材表面所測(cè)得輪廓的3d納米規(guī)格圖。

圖4是圖3的表面所測(cè)得輪廓的2d納米規(guī)格圖。

圖5-8示意性顯示根據(jù)示例性實(shí)施方式的用于碳納米管的組件的部分側(cè)截面圖。

圖9示意性顯示根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施方式的基材的透視圖。

圖10是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的基材表面所測(cè)得輪廓的3d微米規(guī)格圖。

圖11-12示意性顯示根據(jù)示例性實(shí)施方式制造的基材的透視圖。

圖13-14示意性顯示根據(jù)示例性實(shí)施方式的基材的部分側(cè)截面圖。

圖15是部分燒結(jié)煙炱片的數(shù)字圖像，其具有完全燒結(jié)的部分和未完全燒結(jié)的另一部分。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖(如果存在的話)詳細(xì)描述本文的各種實(shí)施方式。對(duì)各種實(shí)施方式的參考不限制本發(fā)明技術(shù)的范圍，本發(fā)明技術(shù)的范圍僅受所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的限制。此外，在本說(shuō)明書(shū)中列出的任何實(shí)施例都不是限制性的，且僅列出要求保護(hù)的本發(fā)明技術(shù)的諸多可能實(shí)施方式中的一些實(shí)施方式。

參見(jiàn)圖2，用于制造和/或使用碳納米管的組件210，其中，組件包括：基材216，以及碳納米管112及其前體中的至少一種。術(shù)語(yǔ)“基材”一般指的是可位于某些物體下方的物質(zhì)或?qū)樱蛘咂渖峡梢赃M(jìn)行一些加工的物質(zhì)或?qū)?。例如，基材可以是多層結(jié)構(gòu)的頂層、外層、內(nèi)層等。在一些實(shí)施方式中，基材216由至少99重量％的組成為(sio2)1-x-y.m′xm″y的玻璃構(gòu)成，其中，m′和m″中的一個(gè)或兩個(gè)是元素(例如金屬)、摻雜劑或取代物，其可以是氧化物形式或其組合，或者可以是省略的，以及其中，x加y的總和小于1，例如小于0.5，或者其中，x和y是小于或等于0.4，例如小于或等于0.1，例如小于或等于0.05，例如小于或等于0.025，以及在一些此類實(shí)施方式中，對(duì)于m′和m″中的一個(gè)或兩個(gè)，大于1e^-6。在一些實(shí)施方式中，基材是高純度石英，例如至少99.5％石英，例如99.9％石英。換言之，在一些實(shí)施方式中，基材是高純度sio2，例如至少99.5％sio2，例如99.9％sio2。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，基材216布置成特別薄的片材。由于切割、研磨、碾磨和拋光工藝，對(duì)于基材制造商來(lái)說(shuō)，此類薄片可能是有悖常理的，較大的厚度可能是需要或者有利的。在一些實(shí)施方式中，片材的厚度t小于500μm，例如小于250μm，以及在一些此類實(shí)施方式中，小于150μm，其中，厚度t指的是至少一部分的片材。根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，厚度是50μm至1mm。或者，對(duì)于根據(jù)本文所揭示的實(shí)施方式，該厚度t值可以是片材的平均厚度值。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，基材216垂直于厚度的最小尺寸d(例如，寬度、長(zhǎng)度、最小表面尺寸)小于100m且大于100μm，例如小于10m且大于1mm，例如小于5m且大于3mm。該尺寸對(duì)于制造碳納米管可能是有用的，例如用于組裝線上所使用的設(shè)備。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，基材216是可彎曲的，從而當(dāng)薄片在25℃的室溫下彎曲成至少500mm的曲率半徑(例如，至少300mm，例如，至少150mm)時(shí)，不發(fā)生破裂?；膹澢捎兄谌コ?或控制碳納米管，例如通過(guò)表面的子區(qū)段升起，并且有助于刮掉碳納米管。彎曲還可有助于輥-輥應(yīng)用，例如在自動(dòng)制造設(shè)備(例如碳納米管制造線)中的跨輥加工。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，基材216的表面214具有非平坦或未拋光紋理218，從而表面214包括凸起特征220和凹陷特征222，其中，至少部分的凸起特征220從表面延伸的距離比凹陷特征222遠(yuǎn)至少10埃，例如至少50埃，例如至少100埃，例如至少500埃。

例如，圖3顯示根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的基材210的表面214的40乘30微米區(qū)域的3d圖。圖4顯示圖3的相同基材樣品的納米結(jié)構(gòu)的2d圖。圖3-4都顯示納米規(guī)格的表面214的凸起部分220和凹陷部分222，其中，表面214是非平坦或未拋光的，特別是當(dāng)與用于碳納米管生長(zhǎng)的典型拋光硅晶片基材相比較時(shí)。

現(xiàn)參見(jiàn)圖5-8，在組件210的一些實(shí)施方式中，碳納米管112和/或其前體間接布置在基材216上，例如具有至少一層中間層或涂層224(圖5)、226(圖6)。在一些實(shí)施方式中，中間層或涂層224是催化劑或引發(fā)劑，或者包括催化劑或引發(fā)劑，例如過(guò)渡金屬以引發(fā)碳納米管生長(zhǎng)。中間層或涂層224可以通過(guò)諸如化學(xué)氣相沉積、蒸發(fā)和噴濺等技術(shù)沉積。在其他實(shí)施方式中，碳納米管112和/或其前體直接布置在基材216上并與其接觸，如圖7所示，并且在組件的一部分中，如圖5所示。

如圖5-7所示，在一些實(shí)施方式中，至少一些碳納米管112和/或其前體與基材216錨定(例如，與其粘附、粘結(jié)，端部與其附連)。在一些此類實(shí)施方式中，碳納米管112和/或其前體與基材的至少一些凹陷特征錨定，其中，碳納米管112是細(xì)長(zhǎng)管。在一些此類實(shí)施方式中，基材216上的大部分的碳納米管112在凹陷特征222中與基材216相連，例如，基材上至少60％、至少70％的碳納米管與凹陷特征222重疊。凹陷特征222可以收集中間層或涂層224，例如，包含催化劑的液體。在其他實(shí)施方式中，如圖8所示，碳納米管112可以沉積在基材216上，但是沒(méi)有與其錨定。

在一些此類實(shí)施方式中，基材216具有高的軟化點(diǎn)溫度(其大于800℃，例如大于900°，例如大于1000°)和/或具有低的熱膨脹系數(shù)(在50-300℃的溫度范圍小于10×10^-7/℃)?；?16的高軟化點(diǎn)允許基材216耐受高加工溫度，例如用于碳納米管生長(zhǎng)的800-900℃的溫度?；?16的低的熱膨脹系數(shù)為組件210提供了(在碳納米管制造過(guò)程中可能發(fā)生的)溫度變化情況下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，基材216具有垂直于其厚度的非圓形和/或非圓化周界(圖2與圖1進(jìn)行對(duì)比)。換言之，基材216的頂表面和/或底表面的形狀是非圓形和/或非圓化的，例如直線型、多邊形、矩形。相比于圓形晶片而言，具有此類形狀的基材216可更有效地填充用于碳納米管生長(zhǎng)的設(shè)備中的空間。將基材216成形為非圓形和/或非圓化形狀對(duì)于基材制造商而言可能是有悖常理的，因?yàn)槿绻鶕?jù)晶體桿方法制造基材(例如，硅晶片110)的話，這可能需要去除部分基材來(lái)實(shí)現(xiàn)非圓形和/或非圓化形狀。

參見(jiàn)圖9-10，組件310包括具有表面314的基材316，其中，表面包括相交的細(xì)長(zhǎng)特征330(例如，凹槽、脊、通道、渠槽)。在一些實(shí)施方式中，一些或全部的細(xì)長(zhǎng)特征330的長(zhǎng)度至少是其寬度的十倍。細(xì)長(zhǎng)特征330可以是交叉線性細(xì)長(zhǎng)特征，例如交叉的水平和垂直線性細(xì)長(zhǎng)特征，其形成如圖9-10所示的直線型柵格，或者細(xì)長(zhǎng)特征330可以是任意其他形狀和/或相互呈任意其他角度。如本文所述，可以通過(guò)激光燒結(jié)來(lái)控制細(xì)長(zhǎng)特征的形狀和取向。相交的細(xì)長(zhǎng)特征330可以形成用于碳納米管生長(zhǎng)的初始位點(diǎn)，這可以實(shí)現(xiàn)更高的碳納米管生長(zhǎng)濃度。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，至少一些細(xì)長(zhǎng)特征330的寬度大于2μm且小于10mm，例如大于10μm且小于5mm，例如大于50μm且小于2mm。對(duì)于此類實(shí)施方式，表面314的紋理至少部分是通過(guò)相交的細(xì)長(zhǎng)特征330形成的，例如作為如圖3-4所示的未拋光納米結(jié)構(gòu)的補(bǔ)充。在一些實(shí)施方式中，表面314的凸起特征322從表面314向外延伸的距離至少比表面314的凹陷特征322大2μm，例如至少大5μm，例如至少大10μm。

現(xiàn)參見(jiàn)圖11-12，如本文所述，可以被燒結(jié)并用作基材的煙炱片410、510(例如，sio2煙炱片、石英煙炱、玻璃或其前體(例如本文所述的任意玻璃材料)的煙炱形式)可以是各種形式。例如，煙炱可以被壓制成具有低密度(例如，小于1.5g/cm³，例如，小于1g/cm³，例如，小于0.5g/cm³)的片材。圖11-12顯示激光412、414、512(例如，co2激光，大于100瓦特激光、大于200w激光、小于2000w激光)，其至少部分燒結(jié)相應(yīng)的煙炱片410、510和/或使得相應(yīng)的煙炱片410、510致密化，所述相應(yīng)的煙炱片410、510從制造設(shè)備416、516(例如，煙炱沉積轉(zhuǎn)動(dòng)器、踏面、輪、輥或者其他此類設(shè)備)延伸出來(lái)。

雖然可以使用其他燒結(jié)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)一些實(shí)施方式，但是申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)本文所述的特定方式的激光燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn)。例如，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，激光燒結(jié)不會(huì)輻射損壞周圍設(shè)備的熱量或者使得基座(例如，鉑基座、石墨)發(fā)生過(guò)熱和燒起來(lái)，而這可能是通過(guò)感應(yīng)加熱和電阻加熱所要考慮的。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，激光燒結(jié)對(duì)于溫度和溫度的可重復(fù)性具有良好的控制，并且不會(huì)使得帶發(fā)生彎垂或者任意其他方式彎曲，而這可能是火焰燒結(jié)所要考慮的。相比于其他此類工藝，激光燒結(jié)可以向煙炱片需要進(jìn)行燒結(jié)的部分直接提供所需的熱量，并且可以僅向煙炱片需要進(jìn)行燒結(jié)的部分提供所需的熱量。激光燒結(jié)可以不向燒結(jié)區(qū)傳輸可能干擾薄片制造的污染物和氣體速度。此外，激光燒結(jié)還可以擴(kuò)展尺寸或速度增加。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，激光412、414、512可以通過(guò)透鏡(例如，在其端部，與其間隔開(kāi))進(jìn)行導(dǎo)向以形成激光能平面418(例如，矩形橫截面的束)、420、518，從而將煙炱片燒結(jié)成玻璃，例如用于生產(chǎn)高粘度玻璃的帶。工藝的一些實(shí)施方式包括將低密度煙炱片(例如，0.5g/cm³)完全燒結(jié)至完成燒結(jié)，例如，密度大于1.0g/cm³，例如大于1.5g/cm³，例如大于2.0g/cm³(例如，2.2g/cm³)或更大，通過(guò)例如任意上文所述的方法，優(yōu)選通過(guò)激光器412、414、512。

其他實(shí)施方式包括對(duì)煙炱片410進(jìn)行部分燒結(jié)，從而煙炱片的密度大于0.5g/cm³和/或小于2.2g/cm³。部分燒結(jié)的煙炱片可以比未燒結(jié)的片材更好地保持在一起，例如能夠卷在線軸上(例如，線軸直徑至少為1英寸和/或不超過(guò)12英寸)。在預(yù)期實(shí)施方式中，本文所述材料的未燒結(jié)的煙炱片或者部分燒結(jié)的煙炱片可以用作最終產(chǎn)品，例如，作為基材、層、阻隔等，例如用于碳納米管或者其他目的。類似地，本文所述的玻璃基材可用于除了制造或使用碳納米管之外的目的。圖15顯示部分燒結(jié)的煙炱片，其中，完全燒結(jié)的煙炱(玻璃)的矩形與未燒結(jié)煙炱毗連。

參見(jiàn)圖13-14，片材610、710已經(jīng)通過(guò)例如激光燒結(jié)被部分燒結(jié)至深度d。在一些此類實(shí)施方式中，工藝包括將一些或全部的煙炱片610、710至少部分燒結(jié)(例如完全燒結(jié))至煙炱片610、710的部分深度(參見(jiàn)，例如圖13-14的深度d)。工藝還可包括去除深度下方的一些或全部未燒結(jié)煙炱(將具有內(nèi)煙炱層612的圖13與具有內(nèi)空穴712的圖14進(jìn)行對(duì)比)。將煙炱片610、710至少部分燒結(jié)以形成表皮616、618可起到將煙炱片保持在一起的作用。此外，碳納米管可以在表皮616、618上生長(zhǎng)或沉積。

根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式，深度d是從基材610、710的外表面向內(nèi)的正值，其小于片610、710的厚度t，例如小于t的一半，例如小于t的1/3，例如小于t的1/4。例如，可以通過(guò)調(diào)節(jié)激光412、414、512的定時(shí)和功率輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)此類受控?zé)Y(jié)。在預(yù)期的實(shí)施方式中，基材610、710的僅一個(gè)外表面(例如，頂表面或底表面)是至少部分燒結(jié)的。在預(yù)期的實(shí)施方式中，片材的相對(duì)側(cè)上的外表面可以被燒結(jié)和/或致密化至相互不同的深度厚度t。

再一次參見(jiàn)圖11-12，在一些實(shí)施方式中，工藝至少部分(例如完全)燒結(jié)了玻璃的柱或者其他形狀，或者通過(guò)選定圖案中的煙炱片燒結(jié)了致密化的煙炱?；蛘?，可以使用掩膜來(lái)孤立一部分的煙炱片，然后可以去除或者任意其他方式燒結(jié)以產(chǎn)生幾何形貌(例如，圖案化輪廓)用于碳納米管生長(zhǎng)。采用激光燒結(jié)之外的工藝，一些此類選擇性和/或部分燒結(jié)可能是不可行或者可能是極為困難的。在一些實(shí)施方式中，緊接在從制造線去除煙炱片之前(例如在沉積轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)之后)使用激光來(lái)完全或部分燒結(jié)煙炱片的邊緣，克服了煙炱片的邊緣或端部可能發(fā)生磨損或開(kāi)裂的加工問(wèn)題。這種在從制造線去除片材之前對(duì)邊緣進(jìn)行完全或部分燒結(jié)可以強(qiáng)化邊緣和抑制磨損或開(kāi)裂。

實(shí)施例1

制備400微米厚的煙炱片，其包含大于99.9重量％的sio2。將一段9英寸寬12英寸長(zhǎng)的片材放在靠近激光的移動(dòng)臺(tái)上。激光是400w的co2激光。將不對(duì)稱非球面透鏡放在激光器和煙炱片之間。不對(duì)稱非球面透鏡產(chǎn)生10mm長(zhǎng)且近似1mm寬的線束，其在長(zhǎng)軸和短軸上都具有均勻的強(qiáng)度分布。透鏡大致放在距離煙炱片380mm的位置。使用18w功率的激光器功率。煙炱片以1.25mm/s移動(dòng)穿過(guò)束。在束路徑中產(chǎn)生清晰、經(jīng)燒結(jié)的玻璃，完全致密化。令人驚訝的是，當(dāng)煙炱致密化并且收縮遠(yuǎn)離余下煙炱片時(shí)，片材沒(méi)有變形。在其他加熱系統(tǒng)中，煙炱片可能發(fā)生彎曲和變形除非在燒結(jié)工藝期間在平面中保持平坦。

實(shí)施例2

條件與實(shí)施例1相同，但是煙炱片以1.5mm/s移動(dòng)。這產(chǎn)生位于未燒結(jié)煙炱片頂部的部分致密化的玻璃層。

實(shí)施例3

與實(shí)施例1相同，但是當(dāng)用激光燒結(jié)時(shí)，對(duì)大于99.9％sio2煙炱片進(jìn)行溶液摻雜，以提供sio2基質(zhì)中的少量yb摻雜。

對(duì)于0.1mm的基材厚度t(圖1)通過(guò)激光燒結(jié)形成的至少一些完全燒結(jié)煙炱片具有紫外、可見(jiàn)光和/或近紅外透射率，其大于90％，例如大于92％，例如大于93％。

在一些實(shí)施方式中，煙炱片是干燥的并且不包含液體粘結(jié)劑，而是通過(guò)壓制和/或相互嚙合顆粒(或者沉積顆粒的部分燒結(jié)，例如來(lái)自火焰水解)結(jié)合。

在預(yù)期的實(shí)施方式中，本文所揭示的基材可用于制造和/或沉積除了碳納米管之外的碳結(jié)構(gòu)，例如sp2、sp3、dlc(鉆石狀碳)、石墨烯。在一些實(shí)施方式中，本文所揭示的基材可以是明顯非平坦的，表面積除以相同幾何形貌平坦幾何形狀的比例大于1(例如，本文所揭示的表面積圓形基材實(shí)施方式與圓形面積；矩形基材實(shí)施方式與相同長(zhǎng)度和寬度的矩形的表面積)，例如大于1.001，例如大于1.01，例如大于1.1。在一些實(shí)施方式中，基材是親水性和/或疏油性(oliophobic)的，從而可以容易地清潔基材。

除非上下文另外清楚地說(shuō)明，否則，本文所用的單數(shù)形式的“一個(gè)”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)指代。因此，例如，對(duì)一種“含氧官能團(tuán)”的引用包括具有兩種或更多種此類“官能團(tuán)”的例子，除非文本中有另外的明確表示。

雖然會(huì)用過(guò)渡語(yǔ)“包括”來(lái)公開(kāi)特定實(shí)施方式的各種特征、元素或步驟，但是應(yīng)理解的是，這暗示了包括可采用過(guò)渡語(yǔ)由“......構(gòu)成”、“基本由......構(gòu)成”描述在內(nèi)的替代實(shí)施方式。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見(jiàn)的是，可以在不偏離本發(fā)明技術(shù)的范圍和精神的情況下對(duì)本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。因?yàn)楸绢I(lǐng)域的技術(shù)人員可以想到所述實(shí)施方式的融合了本發(fā)明技術(shù)的精神和實(shí)質(zhì)的各種改良組合、子項(xiàng)組合和變化，應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明技術(shù)包括所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的全部?jī)?nèi)容及其等同內(nèi)容。

已結(jié)合各種具體實(shí)施方式和技術(shù)對(duì)本文進(jìn)行了描述。然而，應(yīng)理解的是，可進(jìn)行多種變動(dòng)和修改，同時(shí)保持在本文的范圍之內(nèi)。