碳化硅表面制備雙層碳膜獲成功
近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所先進潤滑與防護材料研究發(fā)展中心在四氯化碳氣氛下碳化硅表面雙層碳膜制備方面取得了新進展。
研究人員以四氯化碳為氯氣源和碳源，通過碳化物衍生碳（CDC）過程和化學(xué)氣相沉積 （CVD）法，成功地在碳化硅表面制備出了雙層碳膜。該雙層碳膜分別由通過對碳化硅氯化形成的CDC亞表層和對四氯化碳熱解形成的CVD表層構(gòu)成。溫度對 該雙層碳膜形成有重要作用。由于CDC過程的氯化率遠高于CVD過程的沉積速率，因此CDC層比CVD層更厚。研究人員認為，可以通過引入氫氣以及低溫蒸 發(fā)四氯化碳的方法降低CDC層的厚度。該雙層碳膜的形成機制為碳化硅的氯化和CVD層的形成，這兩個過程同時發(fā)生而又相互競爭。
該雙層碳膜可作為比CDC更好的界面涂層應(yīng)用于金屬基復(fù)合材料中，也可作為機械密封件的潤滑涂層。
近年來，由于CDC材料具有較高的比表面積和可控孔徑分布等性能，引起研究人員的廣泛關(guān) 注，使其在儲氫、催化劑、電池和超級電容器電極材料等領(lǐng)域得到應(yīng)用。之前報道的CDC材料一般是通過對碳化物的高溫氯化處理來制備，然而在CDC過程中， 去除金屬原子會導(dǎo)致非晶碳收縮，使其孔隙量達到80%。1997年初，鹵代烴，如四氯化碳和三氯甲烷被認為可以用于在碳化物上制備游離碳。然而，目前為止 有關(guān)此方面的報道還很少。該研究探討了使用四氯化碳作為反應(yīng)物在碳化硅上制備碳膜的可行性。
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