Otrzymywanie nanorurek węglowych na podłożach metalicznych i kwarcowych metodą CVD

• Autorzy: Frączek-Szczypta, A. , Spisak, M. , Błażewicz, S.

Warianty tytułu

EN

Preparation of carbon nanotubes on metal and quartz substrates by CVD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem nanorurek węglowych (CNT) metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej na stali nierdzewnej oraz na kwarcu. Podłoża stalowe nie wymagały stosowania dodatkowej procedury związanej z nanoszeniem katalizatora metalicznego, niezbędnego do krystalizacji węgla w postaci nanorurek. Dla podłoża kwarcowego jako katalizator stosowano żelazo. Opisano sposób przygotowania powierzchni podłoży, warunki doświadczalne otrzymywania CNT z acetylenu i uzyskane wyniki. Podłoża i osady węglowe badano stosując mikroskopię skaningową (SEM), optyczną i spektroskopię rentgenowską z dyspersją energii (EDS). Porównano efektywność wzrostu nanorurek na obu podłożach i określono korzystne zakresy temperaturowe do ich krystalizacji. Badania wykazały, że na podłożu stalowym nanorurki węglowe powstawały w zakresie temperatur 700–800°C. Wzrost nanorurek węglowych na podłożu kwarcowym poprzedzony był tworzeniem się warstwy węgla pirolitycznego. Na warstwie tej wzrastały nanorurki węglowe. Po schłodzeniu reaktora warstwa ta wraz z nanorurkami nie przylegała do powierzchni kwarcu. Taki mechanizm zaobserwowano dla osadów węglowych na powierzchni kwarcowej otrzymanych w temp. 750°C.

EN

C nanotubes were produced on stainless steel and quartz substrates by CVD using CH≡CH at 700–800°C and studied for microstructure and surface roughness. Fe(NO₃)₃ was used as catalyst on the quartz substrate. Formation of mono and multiwall tubes was obsd.

Słowa kluczowe

PL

nanorurki węglowe

EN

carbon nanotube

• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 91, nr 6
• Strony: 1191-1198
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Frączek-Szczypta, A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Spisak, M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Błażewicz, S.

• Katedra Biomateriałów, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków ,

Bibliografia

• 1. B.G. Demczyk, Y.M. Wang, J. Cumings, M. Hetman, W. Han, A. Zettl, R.O. Ritchie, Mater. Sci. Eng. 2002, A334, 173.
• 2. S. Iijima, C. Brabec, A. Maiti, J. Bernholc, J. Chem. Phys. 1996, 104, 2089.
• 3. A.G. Mamalis, L.O.G. Vogtländer, A. Markopoulos, Precis. Eng. 2004, 28, 16.
• 4. P. Kim, L. Shi, A. Majumdar, P.L. McEuen, Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 215502-1.
• 5. K. Kanzaki, S. Suzuki, H. Inokawa, Y. Ono, A. Vijayaraghavan, Y. Kobayashi, J. Appl. Phys. 2007, 101, 034317-1.
• 6. S. Frank, P. Poncharal, Z.L. Wang, W.A. de Heer, Science 1998, 280, 1744.
• 7. K. Mukhopadhyay, A. Koshio, T. Sugai, N. Tanaka, H. Shinohara, Z. Konya, J.B. Nagy, Chem. Phys. Lett. 1999, 303, 117.
• 8. Ph. Mauron, Ch. Emmenegger, A. Zuttel, Ch. Nutzenadel, P. Sudan, L. Schlapbach, Carbon 2002, 40, 1339.
• 9. Z. Li, L. Wei, Y. Zhang, Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 5247.
• 10. H. Lange, P. Baranowski, A. Huczko, P. Byszewski, Rev. Sci. Instrum. 1997, 68, 3723.
• 11. E. Borowiak-Palen, A. Bachmatiuk, M.H. Rummeli, T. Gemming, M. Kruszynska, R.J. Kalenczuk, Physica E 2008, 40, 2227.
• 12. C. Liu, Y.C. Chen, Y. Tzeng, Diamond Relat. Mater. 2004, 13, 1274.
• 13. C.E. Baddour, F. Fadlallah, D. Nasuhoglu, R. Mitra, L. Vandsburger, J-L. Meunier, Carbon 2009, 47, 313.
• 14. M. Hu, Y. Murakami, M. Ogura, S. Maruyama, T. Okubo, J. Catal. 2004, 225, 230.
• 15. Z. Fan, C. Wu, J. Chen, Carbon 2008, 46, 365.
• 16. C. Jie, X. Xiang, X. Peng, Mater. Chem. Phys. 2009, 116, 57.
• 17. A-C. Dupuis, Prog. Mater. Sci. 2005, 50, 929.
• 18. H. Liu, D. Takagi, S. Chiashi, Y. Homma, Carbon 2010, 48, 114.
• 19. T. Mikolajczyk, G. Szparaga, M. Bogun, A. Fraczek-Szczypta, S. Blazewicz, J. Appl. Polym. Sci. 2010, 115, 3628.
• 20. A. Fraczek, S. Blazewicz, J. Phys.: Conference Series, 2009, 146, 012005-1.
• 21. A. Fraczek-Szczypta, M. Bogun, S. Blazewicz, J. Mater. Sci. 2009, 44, 4721.
• 22. B.J.C. Thomas, A.R. Boccaccini, J. Am. Ceram. Soc. 2005, 88, 980.
• 23. J.K. Radhakrishnan, P.S. Pandian, V.C. Padaki, H. Bhusan, K.U.B. Rao, J. Xie, J.K. Abraham, V.K. Varadan, Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 6325.
• 24. M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, WNT, Warszawa 1998 r. i wydania późniejsze.
• 25. G.G. Tibbetts, J. Cryst. Growth 1985, 73, 431.
• 26. F-B. Rao, T. Li, Z-L. Wang, Physica E 2008, 40, 779.
• 27. W-Y. Lee, H. Lin, L. Gu, K-C. Leou, C-H. Tsai, Diamond Relat. Mater. 2008, 17, 66.
• 28. C. Feng, Y. Yao, J. Zhang, Z. Liu, Nano Res. 2009, 2, 768.