一、概述
碳纳米管是一种新型的自组装纳米材料，由于其独特的结构和众多奇特物理力学性能，自九十年代初一经发现即受到物理、化学、材料学界以及许多高新技术产业部门的极大重视。特别是单根碳纳米管的超强力学性能为研制超强复合材料创造了条件，但要制备出超强复合材料还需解决碳纳米管的批量生产和碳纳米管与基本材料高强度结合等一系列关键应用技术问题。
微米级尺寸的碳纤维复合材料具有强度高质量轻的特性，早已形成了产业得到了广泛应用。微米尺寸碳化硅复合材料也已得到广泛应用。碳纤维及碳化硅晶须研究过程中理论上早已预知要进一步在强度上突破，必须进一步减少尺寸提高纵横比。这是由于小的晶须的缺陷远比宏观单晶小，从而能有较高强度。碳纳米管由于其管径为纳米级，比微米级碳纤维小三个数量级，长径比>103，且六边形结构完美、质量轻。在理论上已得出其杨氏模量可达5Tpa(1Tpa=1012Pa)，而试验测量单根多层碳纳米管杨氏模量平均为1.8Tpa；碳纳米管的抗拉强度为200Gpa，是钢的100倍、碳纤维的近20倍，且其重量仅为碳纤维的一半。此外实验还发现其弯曲强度达14.2Gpa，碳纳米管所存应变能达100Kev，在碳纳米管破坏时应变高达20%。显示出优良的韧性。因此碳纳米管被认为"应是曾经制造出的强的纤维，在强度／重量比方面是具有强度的纤维"， 其性能优于当前任何纤维。作为复合材料的增强相以及润滑、减摩、耐磨材料的添加剂，碳纳米管将有着巨大的应用前景。
碳纳米管相关应用开发及产业化，都需要大批量、低成本的碳纳米管。如果能在工业规模生产方面实现突破，将会加速其应用进程，使它形成新的产业链。本项目在国内外率先实现日产公斤级别碳纳米管的规模化生产的基础上，继而开发出一系列具有自主知识产权的相关高科技产品--超强耐磨复合材料（碳纳米管表面复合镀层材料，碳纳米管增强铜基复合材料，碳纳米管增强高分子耐磨复合材料等），已开始把具有优异性能的碳纳米管及相关材料推向产业化。
二、研究现状与发展水平
①目前以实验室设备日产1000克／台的生产工艺已经成熟。碳纳米管的制造成本已可控制在15元／克左右，若能继续开发连续生产设备，其价格还会降低，估计可降至2～5元／克甚至更低。
②碳纳米管高耐磨复合镀层已有所突破，研究表明其耐磨性比未有镀层的轴承钢高2～3个数量级，比SiC镀层耐磨性高20倍，且碳纳米管复合镀层的摩擦系数为0.06～0.1，具有自润滑性，耐腐蚀、耐高温等优异性能。
③已研制出Cu／碳纳米管、Al／碳纳米管、 Ni／碳纳米管、Fe／碳纳米管以及碳纳米管超强耐磨复合镀层等。其中碳纳米管超强耐磨复合镀层及碳纳米管Cu基复合材料研究已取得重大突破，正在进行中试开发。近，正在开展高分子如PMMA／碳纳米管复合耐磨材料方面的研究，也取得一定进展。
三、成果应用领域与国内外市场需求分析预测
目前碳纳米管虽已实现规模化生产，但其价格仍相当昂贵。若能进一步降低价格，其市场容量将是相当可观的。碳纳米管的应用市场首先是在航空、航天领域作为复合材料的增强相替代高性能碳纤维。1999年世界各国对碳纤维的需求在4万吨以上。其中宇航级碳纤维用量大于一般工业用碳纤维。宇航级碳纤维由于对其比强度、比模量、断裂应变和压缩许用值等性能要求很高，大部可用碳纳米管代替。若其中仅10%的碳纤维可以用碳纳米管取代，则国际上碳纳米管的市场总需求200吨。其次，是作为高耐磨减摩材料应用于机械行业。现有的耐磨复合镀层其中的固体颗粒如碳化硅颗粒，其粒度均为微米级，其耐磨性、自润滑性、耐腐蚀和耐高温性并不理想。碳纳米管复合镀层为现有复合镀层的重大发展，它具有优异性能，在航天、航空机械、化工、汽车、冶金工业部门均有广泛应用前景。除此之外，碳纳米管还可能作为高分子材料的改性剂广泛应用于高分子材料领域。据有关资料报导。二十世纪九十年代，世界的高分子材料年产量超过亿吨，其中塑料8000～9000万吨，合成橡胶700～800万吨，合成纤维1000万吨。目前正以每年10%的速度递增。作为结构材料或原料广泛应用于包装、建筑、交通运输和纺织行业。利用碳纳米的超强力学性能对传统高分子材料改性处理，制备出综合性能更好的新材料，对发展高分子材料有着不可忽视的开拓作用，应用前景十分看好。
四、技术路线与工艺流程
项目的技术路线与工艺流程如下：

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五、投资规模与经济效益预测：
前期中试投资100万元，其中固定资产包括CVD法碳纳米管制备生长设备一套，下游应用产品制造设备如粉末冶金烧结压机、电镀、化学镀设备等共计30万元；技术开发费30万元，流动资金40万元。三年后可实现年年产值500万元，利润约200万元，可收回前期投资。
六、合作方式：
合作产业化开发。