一种多孔金刚石或多孔立方碳化硅自支撑膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种多孔金刚石或多孔立方碳化硅自支撑膜的制备方法，包括：提供基体材料，并对基体材料表面进行预处理得到较高的金刚石形核率；将预处理过的基体置于微波等离子体化学气相沉积或者热丝化学气相沉积反应器中，在600‑900℃的温度下，制备金刚石/立方碳化硅复合膜；将所得的复合膜进行选择性刻蚀：1）在70℃以上的温度下，在氢氟酸和硝酸的混合腐蚀液中刻蚀，得到多孔金刚石自支撑膜；（2）在500℃以上的温度下，于含氧气体的气氛中加热，得到多孔立方碳化硅自支撑膜。在不使用任何模板和电极材料的情况下，获得的多孔金刚石和多孔立方碳化硅自支撑膜具有可控的孔径，孔隙率以及厚度，适用于工业应用及基础研究。

主权项

一种多孔金刚石或多孔立方碳化硅自支撑膜的制备方法，其特征在于：(1)提供基体材料，并对该基体表面进行预处理，在基体表面获得高于10⁹cm^‑2的金刚石形核率；(2)将预处理过的基体放入微波等离子体化学气相沉积设备或者热丝化学气相沉积设备的反应腔体中，在500‑1000℃的温度下，充入反应性气体进行化学气相沉积，在基体表面生长金刚石/立方碳化硅复合膜；所述反应性气体为烃类、有机硅烷和氢气，其中：所述反应性气体流量100sccm‑1000sccm，有机硅烷与烃类的浓度比为6‰‑75‰，烃类体积浓度为0.5％‑2％；所述化学气相沉积温度为600‑900℃，沉积速率为0.5微米/小时；在微波等离子体设备中，微波功率为500瓦‑3500瓦，气压为5Torr‑100Torr；在热丝化学气相沉积设备中，灯丝温度为1800K‑2200K，气压为5Torr‑30Torr；(3)在70℃以上的温度，将步骤(2)获得的金刚石/立方碳化硅复合膜在氢氟酸和硝酸的混合腐蚀液中腐蚀，除去其中的碳化硅相，得到多孔金刚石自支撑膜；或者在500℃以上的温度，将金刚石/立方碳化硅复合膜于含氧气氛中加热，除去其中的金刚石相，得到多孔立方碳化硅自支撑膜。