Es gibt drei Hauptmethoden zur Vorbereitungeinwandige Kohlenstoffnanoröhren: Lichtbogenverfahren, Laserablationsverfahren und chemische Gasphasenabscheidung (CVD).
Unter ihnen gelten CVD- und Lichtbogenverfahren als die gängigsten Wege zur Industrialisierung. Aufgrund der hohen Temperatur in der Lichtbogenzone ist im Allgemeinen auch der Kristallisationsgrad der hergestellten Kohlenstoffnanoröhren hoch. Allerdings ist die Mikrostruktur von Kohlenstoffnanoröhren wie Durchmesser und Chiralität mit der Lichtbogenmethode nur schlecht kontrollierbar, und es ist schwierig, Ausbeute und Qualität weiter zu verbessern.
Im Gegensatz dazu ist die CVD-Methode aufgrund ihres besser kontrollierbaren Temperaturfelds, der starken Anpassungsfähigkeit des Prozesses und des klaren Verstärkungspfads zur bevorzugten Wahl für inländische Unternehmen geworden und hat eine großflächige Versorgung erreicht. Während der Prozess weiter iteriert, ist es immer noch möglich, dass mehrere Methoden nebeneinander existieren und sogar zusammenarbeiten, um in Zukunft einen Durchbruch zu erzielen. Aber in High-End-Elektronik-, Halbleiter- und anderen Anwendungen, die eine extrem hohe Qualität der Array-Röhren erfordern, liegen die Vorteile des CVD-Verfahrens deutlicher auf der Hand.
Das CVD-Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren kann basierend auf der Zufuhr oder Anwesenheit von Katalysatoren in drei Verfahren unterteilt werden: Substratverfahren, Beladungsverfahren und schwimmendes Katalysatorverfahren. Katalysatoren verwenden üblicherweise die Übergangsmetallelemente Fe, Co, Ni oder deren Kombinationen, manchmal werden auch andere Elemente und Verbindungen wie seltene Erden hinzugefügt. Die Ausrüstung des Verfahrens zur chemischen Gasphasenabscheidung mit schwebendem Katalysator ist einfach und kann halbkontinuierlich oder kontinuierlich hergestellt werden, sodass höchstwahrscheinlich eine kostengünstige und großtechnische Herstellung hochwertiger einwandiger Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich ist.
Das Schwebebettverfahren steht jedoch immer noch vor „drei großen technischen Herausforderungen“: Temperaturfeldkontrolle: Hochtemperatur-Cracken des Front-End-Katalysators, stabiles Temperaturfeld, das für das Wachstum von Kohlenstoffnanoröhren in der Mitte erforderlich ist, und schnelle Abkühlung, um die Reaktion im Tail-Feed-Bereich zu stoppen, die extrem hohe Anforderungen an die Temperaturfeldkontrolle stellen; Strömungsfeldkontrolle: Während des Wachstumsprozesses von Kohlenstoffnanoröhren ist es notwendig, dass das Kohlenstoffquellengas vollständig mit dem Katalysator in Kontakt kommt und mit ihm reagiert. Daher sind interne Strömungsfeldturbulenzen erforderlich, um die Nutzung der Kohlenstoffquelle zu verbessern. Kontinuierliche Materialsammlung: Derzeit sind die meisten Schwebebettgeräte durch Temperaturfeldkontrolle, Versiegelungstechnologie usw. eingeschränkt und verfügen nicht über die Funktion einer kontinuierlichen Materialsammlung, was eine wirkliche Produktion in großem Maßstab unmöglich macht.
SAT NANO nutzt ein Schwebebettverfahren in Kombination mit dem Wachstumsprozess einwandiger Kohlenstoffnanoröhren, um die Temperatur- und Strömungsfelder im Ofen gezielt zu gestalten, und fügt eine kontinuierliche Zufuhrstruktur hinzu, wodurch die drei großen technischen Herausforderungen, denen sich die Industrialisierung gegenübersieht, tatsächlich gelöst werden.
SAT NANO ist der beste Lieferant von Kohlenstoffnanoröhren in China. Wir können SWCNT-, DWCNT- und MWCNT-Pulver liefern. Wenn Sie Fragen haben, kontaktieren Sie uns bitte unter sales03@satnano.com
