热等离子体合成纳米金刚石、超薄碳化硼膜及其结构表征

发布时间：2021-10-15 06:07

　　碳材料是人们最早接触和使用的材料之一,在众多领域中有着重要而广泛的应用。纳米金刚石除了具有块体金刚石固有特性外,还具有比表面积大、表面活性高、易于被化学基团修饰和功能化等特点,在复合材料、精密元件、生物医药和电化学降解等领域具有潜在应用前景。B4C依靠其中子吸收性能、高强度、高温稳定性和化学稳定性,一直被应用于中子吸收剂和轻质装甲材料中。作为P型半导体,低维结构B4C是最具前景的硬质材料之一,在高能量密度储能器件、纳米电子学和光学等领域中的应用引起了广泛关注和研究兴趣。商业化纳米金刚石以瞬态高温高压爆炸法为主要合成方法,开发一种更为安全、可靠、高效的合成方法是目前工业化生产需要面对的难题和挑战。纳米结构B4C材料尤其是超薄二维结构B4C膜,虽然引起了极大兴趣和关注,但是至今没有形成有效的合成方法。本文通过一种简单、高效、可控的热等离子体方法,以过渡性金属催化剂（Ni、Co、Mn）以及硅、碳为原料,在低于大气压气氛中成功制备出纳米金刚石粒子;以单质硼和碳为主要原料,通过控制反应气氛,成功制备出各类纳米结构B4C材料;通过添加氧化镁模板框架组分,成功制备出超薄二维B4C膜材料。研究了热等离... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１金刚石原石??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｉａｍｏｎｄ?ｒｏｕｇｈ?ｓｔｏｎｅ．??

碳原子的扩、扩和spy杂化结构

图１．５金刚石与石墨之间的能量势垒示意图??Ｆｉｇ．?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｎｅｒｇｙ?ｈａｒｒｉｅｒ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｄｉａｍｏｎｄ?ａｎｄ?ｇｒａｐｈｉｔｅ．??


本文编号：3437561