Электросинтез углерода в форме нанотрубок, алмазных нанопорошков и пленок

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• «Обзор методов получения пленок и их свойств», 131.51kb.
• Опорный конспект «Подгруппа углерода»; тест «Подгруппа углерода»; периодическая система, 77.6kb.
• Реферат по научно-исследовательской работе г 08 Нано- и микроструктурная модификация, 64.1kb.
• Учебно-исследовательская установка роста углеродных нанотрубок, 33.24kb.
• Задачи: ознакомится с основами сканирующее зондовой микроскопии; изучить строение, 62.63kb.
• Конспект урока «Общая характеристика подгруппы углерода. Углерод», 56.22kb.
• Процесс получения и свойства нанопорошков алюминия, приготовленных из массивных алюминиевых, 31.57kb.
• Исследование механических характеристик нелинейно деформируемых сферических мембран, 43.3kb.
• Моделирование наноматериалов и наноустройств, 13.87kb.
• 8 Производство чугуна, 108.71kb.

ЭЛЕКТРОСИНТЕЗ УГЛЕРОДА В ФОРМЕ НАНОТРУБОК, АЛМАЗНЫХ НАНОПОРОШКОВ И ПЛЕНОК»


В.П. Новиков, А.Т. Матвеев, Л.Л. Климкович.

Институт Физики Твердого Тела и Полупроводников АН РБ

220072 Минск, П.Бровки, 17


Одной из важнейших проблем технологии синтеза алмаза является смягчение условий его получения. Существенный прогресс на этом пути был достигнут с открытием пиролитического синтеза алмаза из газообразных органических предшественников (метод CVD). К настоящему времени выработана общая концепция синтеза алмаза из газовой фазы. Она сводится к поиску условий при которых бы селективно вытравливался графит и аморфный углерод и происходило накопление стабильного в этих условиях алмаза. Ключевую роль как в формировании углеродных фаз, так и удаление нестойких форм углерода играют свободные радикалы (СН₃^, С₂Н^, Н^, ОН^ ). Дальнейшего смягчения условий синтеза алмаза можно ожидать на пути использования электрохимического метода его получения. Однако до настоящего времени не была предложена общая стратегия поиска электролитов и условий электролиза обеспечивающих получения алмаза и других устойчивых форм углерода устойчивых форм углерода.

В данной работе на основе наших экспериментов показано, что изложенная выше концепция синтеза алмаза из газовой фазы, основанная на селективном вытравливании неустойчивых углеродных структур, может быть успешно применена для анализа процессов электрохимического синтеза алмаза и других устойчивых форм углерода. С этой целью нами опробованы следующие базовые электролиты для электрохимического синтеза алмаза:

• раствор аммониевых солей органических кислот в уксусной кислоте (+50 ^oC);
  
• раствор ацетилена в жидком аммиаке (Т = -40^oC);
  
• расплавы ацетатов и формиатов щелочных металлов (Т=250 ^oC).
  

Составы электролитов и режимы электролиза для каждого из вариантов подбирались таким образом, чтобы в приэлектродном пространстве образовывалась смесь радикалов того же состава, который возникает при синтезе алмаза методом CVD. Используя данный подход нами синтезирован алмаз и алмазоподобный углерод в форме пленок, порошков, композиционных покрытий, а так же углеродные нанотрубки. Данные формы углерода исследовались методами рамановской и ИК спектроскопии, электронной микродифракция, Электронной сканирующий микроскопии , электронной микроскопии высокого разрешения.

Показано, что несмотря на отличия в составах используемых электролитов и режимах электролиза, во всех опробованных нами вариантах наблюдались закономерности общие как для электрохимического метода, так и для метода CVD. Главная закономерность заключалась в том, что синтез алмаза имел место только при тех режимах электролиза которые обеспечивают генерацию двух типов активных частиц- формирующих углеродные фазы (СН₃^, С₂Н^) и вытравливающих их неустойчивые формы (Н^, ОН^). Рассмотрены перспективы применения электрохимического метода для создания алмазоподобных защитных покрытий на металлах .