一种制备硼掺杂各向同性热解炭材料的方法

摘要

本发明涉及热解炭材料领域，具体为一种抗氧化性能优异的硼掺杂各向同性热解炭材料的制备方法。利用化学气相共沉积工艺，以石墨作为沉积基体，沉积压力为常压(略高于1atm，压力范围为：1.013×105Pa～1.1×105Pa)，沉积温度为1100～1400℃，在达到设定的沉积温度后，同时通入碳源和硼源气体，在高温管式沉积炉中实现硼碳共沉积，制备硼掺杂各向同性热解炭材料，沉积时间为0.5～10小时。本发明可以制备得到结构均匀致密、具有良好抗氧化性能的硼掺杂热解炭材料，通过金相显微镜观察发现，材料无生长特征，具有非光学活性，是一种各向同性材料。

主权项

一种制备硼掺杂各向同性热解炭材料的方法，其特征在于：采用化学气相共沉积工艺，以石墨作为沉积基体，沉积压力为1.013×105Pa～1.1×105Pa，沉积温度为1200～1250℃，在达到设定的反应温度后，按比例同时通入反应气体：碳源、硼源和稀释气体，沉积时间为0.5～10小时，制备得到硼掺杂各向同性热解炭材料；所述碳源为C1～C5的碳氢化合物或相应的卤代衍生物，卤代衍生物的化学式为CHaXb，a+b＝4，其中X＝F、Cl、Br或I；所述硼源为卤化硼或硼烷，卤化硼化学式为BX3，其中X＝F、Cl或Br；所述碳源与硼源之摩尔比C/B为0.5～2；所述碳源占气体总流量的10～15％，硼源占气体总流量的9～25％，其余为稀释气体；硼掺杂各向同性热解炭是由片层状和颗粒状碳结构组成的，颗粒状碳结构的直径为0.5微米～2微米，它们之间由片层状结构紧密相连，硼元素主要以碳化硼的形式，均匀分布在热解炭基质中；所述硼掺杂各向同性热解炭材料中，硼掺杂含量为4.81at.％。