直流辉光等离子体化学气相沉积方法制备碳纳米管的工艺

摘要

本发明的直流辉光等离子体化学气相沉积方法制备碳纳米管的工艺属于制备碳纳米管的工艺方法。以表面有催化剂层的硅片或石英片作基片，以甲烷和氢气的混合气体为原料，采用化学气相沉积的方法生长碳纳米管。首先使真空室内的真空度约2Pa、电极间距离4～5mm通入原料气体，当压强达到200～500Pa时维持放电电流约2A，当气体压强达到5～10KPa时调节放电电流到5～10A，电极间距离20～40mm，沉积5～600秒钟。由于直流辉光放电产生的等离子体稳定，对气体的离化率更高，基片表面状态均匀，可大面积均匀制备纯度高、管径均匀碳纳米管。使基片表面形成分立的纳米级催化剂颗粒可沉积有序直立排列的碳纳米管。

主权项

1、一种直流辉光等离子体化学气相沉积方法制备碳纳米管的工艺，以硅片或石英片作基片，其上镀有铁、钴或镍或它们的合金为材料的或镍/金复合膜为材料的催化剂层；以甲烷和氢气的混合气体为原料，采用化学气相沉积的方法生长碳纳米管，其特征在于，所说的催化剂层是催化剂膜层或表面带有纳米级颗粒的催化剂颗粒层，厚度为5纳米到60纳米；工艺过程是，把基片擦拭干净置于真空室内的平板式阳极铜座上，盖好真空室的封盖；真空室内的真空度抽至1～3Pa，并调节平板式阴极和平板式阳极之间的距离为4～5mm；关闭真空系统的主抽阀门，向真空室内通入氢气和甲烷的混合气体，通入气体流量比例为氢气流量∶甲烷气体流量＝100∶10～40，当真空室压强达到200～500Pa时，在平板式阴极和平板式阳极之间加直流电压，维持放电电流为1.5～2.5A，当真空室内的气体压强达到5～10KPa之间时维持真空室内气压恒定；调节放电电流到5～10A，平板式电极间距离增加到20～40mm，基片温度达到600～900℃，维持这种状态5～600秒钟后关闭放电电源，在基片上得到碳纳米管。