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探討高定向熱解石墨HOPG在操作方面的事項

更新時間:2024-12-25      點擊次數(shù):343
  高定向熱解石墨HOPG是一種結(jié)晶構(gòu)造良好、擇優(yōu)取向性極q、石墨化程度很高的“晶體”石墨。是通過熱解石墨在外加應(yīng)力條件下進行石墨化處理而得到的多晶石墨。熱解石墨是以碳氫氣體為原料,在2000℃以上的高溫下,在石墨基體上經(jīng)化學氣相沉積制備的具有較高結(jié)晶取向的碳素材料。它通常需要在高溫高壓(如3400~3600℃,10MPa)下處理,以形成沿石墨片層方向高度取向的多晶石墨。常見的熱處理方法包括壓力熱處理、拉伸應(yīng)力熱處理、非均質(zhì)沉積內(nèi)層應(yīng)力熱處理以及壓應(yīng)力熱處理等。
  高定向熱解石墨HOPG操作的主要事項:
  1、預(yù)處理:將石墨基體浸泡在預(yù)處理液中,如甲基三氯硅烷、三乙醇胺和乙醇的混合溶液,以改善后續(xù)化學氣相沉積過程的效果。
  2、化學氣相沉積法:使用化學氣相沉積法在石墨基體表面沉積熱解石墨板。此過程中需控制溫度、壓力以及甲烷和氮氣的氣體流量比。
  3、磁場處理:將沉積有熱解石墨板的石墨基體降溫至一定溫度后,放入特定強度和頻率的磁場中進行處理,以提高熱解石墨的取向度。
  4、高溫高壓熱處理:將經(jīng)過磁場處理的熱解石墨板放置到高溫高壓爐內(nèi),通入惰性氣體(如氬氣),進行熱處理。此步驟是形成高定向熱解石墨的關(guān)鍵。
  5、光刻工藝加工:對于需要在高定向熱解石墨上加工微結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,可以采用光刻工藝。這包括表面平整化、表面清洗、制作掩膜、旋涂光刻膠、光刻、圖形化掩膜、刻蝕HOPG以及除去光刻膠和掩膜等步驟。
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