一种加工工具及其制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是分案申请，原申请的申请日为2009年12月18日，申请号为 200910263652. 3,发明创造名称为"一种加工工具及其制造方法"。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种加工工具及其利记博彩app，尤其是涉及机械加工工具和利记博彩app。
【背景技术】
[0003] 碳纳米管，在文中被称为CNT，由于它们具有独特的机械性能和热导性能而称 为一项富有意义的发现（参见【1 】、R.H.Baughman，A.A.Zakhidov，andW.A.D.Heer， 2002?^Carbonnanotubes-theroutetowardapplications''，Science，Vol. 297， pp. 787-792 ;【2】、H.J.Qi，K.B.K.Teo，K.K.S.Lau，M.C.Boyce，W.I.Milne，J.Robertson，and K.K.Gleason，2003,"Determinationofmechanicalpropertiesofcarbonnanotubes andverticallyalignedcarbonnanotubeforestsusingnanoindentation''，Journal oftheMechanicsandPhysicsofSolids，Vol. 51，pp. 2213-2237 ;【3】、R.S.Ruoff， andD.C.Lorents，1995,"Mechanicalandthermalpropertiesofcarbonnanotubes''， Carbon，Vol. 33，No. 7，pp. 925-930 ;【4】、C.Bower，R.Rosen，L.Jin，J.Han，and0·Zhou， 1999,"Deformationofcarbonnanotubesinnanotube-polymercomposites''，Applied PhysicsLetters，Vol. 74，No. 22，pp. 3317-3319 ;【5】、M.Fujii，X.Zhang，H.Xie，H.Ago， K.Takahashi，andT.Ikuta，1995,"Measuringthethermalconductivityofasingle carbonnanotube"，PhysicalReviewLetters，No. 065502，pp. 1-4 ;【6】、M.M.J.Treacy， T.W.Ebbesen，andJ.M.Gibson，1996,"Exceptionallyhighyoung'smodulusobserved forindividualcarbonnanotubes"，Nature，Vol. 381，pp. 678-680)D 碳纳米管主要分为 两类。单壁碳纳米管（SWNTs)由一层石墨片层卷起来形成一个圆柱形管状结构。多壁碳纳 米管（MWNTs)由几层石墨片层组成，结构类似于树的年轮（参见【1】）。
[0004] 碳纳米管的机械性能
[0005] 碳纳米管尺寸小，实验测试不容易（参见【2】)。已有的测试结果表明，碳纳米管性 能超常规，其密度较低，大约2g/cm3,具有约1000-10, 000的长径比，高刚度，具有大于lTPa 的高弹性模量，高抗拉伸强度，拉伸强度值约150GPa，低腐蚀敏感性（参见【12]A.Peigney， 2003,Tougherceramicswithnanotubes''，NatureMaterials，Vol. 2,ρρ· 15-16) 〇
[0006] 通常金刚石的硬度为 56-102GPa(参见【19】I.D.Marinescu，W.B.Rowe， B.Dimitrov，andI.Inasaki，2004,"TribologyofAbrasiveMachiningProcesses''， WilliamAndrewPublishing，NY) 但是金刚石的价格很高碳纳米管的硬度已发现与金 刚石差不多（参见【28】1611〇，（：.2.21111，1'.}(.￥11，（：.！1.￥〇〇,8.21^邱，&11(1￥.1'.0&1，2004， "Formationofsp3bondinginnanoindentedcarbonnanotubesandgraphite''， PhysicalReviewLetters，Vol.93,245502.)。
[0007] 碳纳米管的弹性模量可以用单根纳米管由热引起的振动振幅来测量（参见 【6】）。有效抗弯模量在0.4-4. 15TPa之间，^^一种碳纳米管的平均值为1. 8TPa(参见 【6】）。另一种测量方法是在光滑平面上散开多壁碳纳米管，然后用方形垫片压住（参 见【2】和【7】、E.W.Wong，P.E.Sheehan,andC.M.Lieber，1997,"Nanobeammechanics: elasticity,strength,andtoughnessofnanorodsandnanotubes'，，Science，Vol. 277， pp. 1971-1975)，再用原子力显微镜来划该表面，测量水平方向的力和变形，来测弹性模量。 其值约 1. 28+/-0. 59TPa。
[0008] 碳纳米管的热传导性能
[0009] 碳纳米管的热学性能同样受人关注，具有很多重要的特性（参见【3】）。碳纳米 管的热传导率比较高的原因，在理论上分析时认为是因为在碳纳米管臂上的sp2轨道上 的声子具有大的平均自由路径（参见【1〇】、S.Berber，Y.K.Kwon，andD.Tomanek，2000， "Unusuallyhighthermalconductivityofcarbonnanotubes'，，PhysicalReview Letters，Vol. 84,No. 20,pp. 4613-4616)。单壁碳纳米管的热传导率平均值为2000W/ mK，最高达到 6000W/mK(参见【11】、J.Che，T.Cagin，andW.A.Goddard，2000，"Thermal conductivityofcarbonnanotubes'，，Nanotechnology，Vol. 11，pp. 65-69) 〇
[0010] 单壁碳纳米管比起传统的良好热导体例如金刚石等，具有更高的热传导率。金刚 石的热传导率在1600W/mK附近。
[0011] 多壁碳纳米管的热传导率比较低，用自加热方法测量值为20W/mK。
[0012] 热传导率与碳纳米管直径的关系显示了影响热传导率值的主要原因是在多 壁中的声子和电子互相作用。多壁碳纳米管的层数减少，热传导率上升（参见【15】、 S.J.V.Frankland,A.Caglar,D.ff.Brenner,andM.Griebel, 2002,^Molecularsimulation oftheinfluenceofchemicalcross-linksontheshearstrengthofcarbon nanotube-polymerinterfaces"，J.Phys.Chem.B，Vol. 106,pp.3046-3048)〇
[0013] 复合材料中的碳纳米管
[0014] 碳纳米管可以用做填充物加到复合材料中来增强材料的性能。这是因为碳纳米管 的强度性能（参见【3】）。
[0015] 碳纳米管和树脂材料的复合材料的研究有很多。一项早期的透射电子显微镜 (TEM)研究发现在碳纳米管和树脂基之间有微弱的互相结合的作用（参见【8】P.M.Ajayan， 0.Stephan,P.Redllch,andC.Collex,1996/^Carbonnanotubesasremovabletemplates formetaloxidenanocompositesandnanostructures'，，Nature，Vol. 375,pp. 564-567) 〇 碳纳米管在材料断裂之前起到作用，由于大拉力产生了 30% -50%的塑性形变（参见【4】)。 可能是由于拓扑学上的缺陷例如在大拉力下产生五边形和六边形对，导致了弯曲形状的 巨变（参见【9】J.Han，M.P.Anantram，andR.L.Jaffe，1998,"Observationandmodeling ofsingle-wallcarbonnanotubebendjunctions'，，PhysicalReview,Vol. 57,No. 23, pp.14983-14989)。
[0016] -项研究显示具有5%含量的碳纳米管的复合材料，由于碳纳米管的良好的分散 状况，而具有最大的拉伸强度和杨氏模量（参见【13】￥.1(.〇1〇1，1(.3耶1111〇切，3.此3〇1^， Y.Gotoh,Y.Ohkoshi,andM.Endo,2005,"Mechanicalandphysicalpropertiesof epoxycompositesreinforcedbyvaporgrowncarbonnanofibers'，，Carbon，Vol. 43， pp. 2199-2208)。5%含量的碳纳米管复合材料在机械性能和磨削性能是一个分水岭。多壁 碳纳米管具有巨大的表面积比率，大约为l〇〇〇m2/g或以上，这个数值高于其他的填充纤维。 碳纳米管的表面在应力传导上起到一个中介面的作用。
[0017] 这些特性也会导致聚集作用。碳纳米管的均匀分散程度增强了聚合物的性能。 碳纳米管可以用超声的方法分散，这种方法可以达到更好的纳米级分散效果（参见【14】、 A.B.Sulong，J.Park，N.Lee，andJ.Goak，2006,"Wearbehavioroffunctionalized multi-walledcarbonnanotubereinforcedepoxymatrixcomposites''，Journalof CompositeMaterials，Vol. 40，No. 21，pp. 1947-1960 ;【15】和【16】Y.Wang，J.Wu，and F.Wei，2003，"Atreatmentmethodtogiveseparatedmulti-walledcarbonnanotubes withhighpurity，highcrystallizationandalargeaspectratio''，Carbon，Vol. 41， pp.2939-2948)。
[0018] 现有研究表明，碳纳米管可以加入复合材料和金属中，相对于没有加碳纳米管的 同样材料来说，加入碳纳米管的材料热传导率会提高（参见【23】M.Fujii，X.Zhang，H.Xie， H.Ago，K.Takahashi，T.Ikuta，H.AdeandT.Shimizu，2005,"Measuringthethermal conductivityofasinglecarbonnanotube''，PhysicalReviewLetters，Vol. 95， 065502 ;【24】、E.S.Choi，J.S.BrooksandD.L.Eaton，2003,"Enhancementofthermal andelectricalpropertiesofcarbonnanotubepolymercompositesbymagnetic fieldprocessing"，JournalofAppliedPhysics，Vol. 94，pp.6034-6039 ;【25