原子层沉积工艺制备催化薄膜厚度对生长碳纳米管阵列的影响

通过原子层沉积(ALD)工艺在硅基底依次沉积氧化铝缓冲层薄膜和氧化铁催化薄膜,然后利用管式炉进行水辅助化学气相沉积(WACVD)生长垂直碳纳米管阵列(VACNTs)。结果表明:ALD工艺制备的氧化铁薄膜经还原气氛热处理可形成碳纳米管阵列生长所需的纳米催化颗粒;氧化铁薄膜厚度与纳米催化颗粒大小以及生长出的碳纳米管阵列的结构密切相关。当氧化铁薄膜厚度为1.2 nm时,生长出的碳纳米管阵列管外径约为10 nm,管壁层数约为5层,阵列高度约为400?m。增大氧化铁薄膜的厚度,生长出的碳纳米管阵列外径和管壁数增加,阵列高度降低。实验还在硅基底侧面观察到了VACNTs,表明ALD工艺可在三维结构上制备催化薄膜用于生长VACNTs。

碳纳米线的制备与特性分析研究

采用水辅助化学气相沉积工艺生成碳纳米管阵列,由碳纳米管阵列纺纱制得碳纳米线,并对其力学特性及电气特性等进行分析研究。对相关实验数据处理后得出:碳纳米线的电阻率随纱线直径减少而降低,比强度随碳纳米线螺旋角的增大而降低,其平均纱线强度随碳纳米管阵列高度的增加而增加;碳纳米线沿长度方向具有非常好的一致性。加热和拉力组合纺纱(HTS技术)测试实验表明,通过对碳纳米管束进行张力处理和加热技术,可有效提高碳纳米线的力学性能及电气性能,对其在智能复合材料的深层应用提供研究基础,同时也为其在先进智能复合材料的研发与应用提供技术依据。