ВУЗ:
Составители:
Были получены углеродные нанотрубки в форме острых иголок диаметром от 4 до
30 нм и длиной 1 мкм на отрицательном конце углеродного электрода при постоянном
токе дугового разряда (рис. 5). Модифицирование метода, заключавшееся в нахождении
оптимальных параметров: давления He, величины тока дуги, напряжения и зазора
между электродами – позволило увеличить выход нанотрубок.
На рисунке 6 представлена схема установки для получения УНМ, использующая
дуговой способ их синтеза в его классической интерпретации.
В дуговом разряде между анодом и катодом при напряжении 20 … 25 В,
стабилизированном постоянном токе дуги 50 … 100 А, межэлектродном расстоянии 0,5
… 2 мм и давлении Не 100 … 500 торр происходит интенсивное распыление материала
анода. Часть продуктов распыления, содержащая графит, сажу и фуллерены осаждается
на охлаждаемых стенках камеры, часть, содержащая графит и многослойные
углеродные нанотрубки (МУНТ), осаждается на поверхности катода.
Отличительной особенностью рассматриваемого способа синтеза УНМ является
то, что именно с его помощью получают наиболее качественные ОУНМ длиной до
нескольких микрометров с близкими морфологическими показателями и малым диаметром (1 … 5 нм).
Вместе с тем следует отметить, что достижение такого высокого качества сопряжено с большими технологическими
трудностями, связанными в первую очередь с необходимостью осуществления многостадийной очистки продукта от
сажевых включений и других примесей. Выход ОУНТ не превышает 20 … 40%.
На стабильность протекания технологического процесса, а, следовательно, и качество УНТ влияет множество факторов.
Это – напряжение, сила и плотность тока, температура плазмы, общее давление в системе, свойства и скорость подачи
инертного газа, размеры реакционной камеры, длительность синтеза, наличие и геометрия охлаждающих устройств, природа
и чистота материала электродов, соотношение их геометрических размеров, а также ряд параметров, которым трудно дать
количественную оценку, например скорость охлаждения углеродных паров, и др.
Такое громадное количество управляющих параметров значительно усложняет регулирование процесса, аппаратурное
оформление установок синтеза и ставит препятствие для их воспроизводства в масштабах промышленного применения.
Рис. 6.
Схема установки для получения углеродных нанотрубок:
1
– графитовый анод;
2
– осадок, содержащий УНТ;
3
– графитовый катод;
4
– устройство для автоматического поддержания межэлектродного расстояния на заданном уровне;
5
– стенки камеры
Л а з е р н о е и с п а р е н и е г р а ф и т а . В 1995 г. группа Р. Смоли сообщила о синтезе УНТ лазерным испарением
(абляцией). Устройство использованной установки показано на рис. 7.
Н
2
О
Н
2
О
4
5
1
2
3
4
Анод
Катод
Плазма
Рис. 5. Схема распыления графита
в плазме электрической дуги
(два графитовых электрода
используются для создания
электрического дугового разряда
в инертной газовой атмосфере)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- …
- следующая ›
- последняя »
