[发明专利]基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法

权利要求书

1.基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、将硅材料与具有催化活性的金属均置于热炉中，且所述热炉中为保护气氛，形成保护气氛的保护气体为氩气或氩气氢气的混合气，热炉逐渐升温到设定温度；使得所述具有催化活性的金属在加热温度下形成金属蒸汽，使得金属蒸汽在硅材料表面形成金属团簇；所述金属团簇用于碳化硅纳米管生长的形核点；在加热过程中同时形成有硅蒸汽；所述硅材料与具有催化活性的金属之间物理隔离；

步骤2、通入气态碳源，对气态碳源加载直流脉冲形成激发电场，激发电场中的游离电子会被加速，导致电子雪崩形成碳等离子活性基团；

所述碳等离子活性基团会与硅蒸汽反应生成碳化硅团簇，所述碳化硅团簇会在所述形核点上自组装成碳化硅纳米管。

2.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：所述直流脉冲的参数为：电压为500V～700V，脉冲占空比为10％～50％。

3.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：步骤2中热炉中的气压为500Pa～3000Pa。

4.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：步骤2中等离子体电离度在0.1％～0.5％。

5.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：所述具有催化活性的金属为铜、铁或镍。

6.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：所述硅材料为硅片。

7.如权利要求6所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：在所述硅片与具有催化活性的金属之间设置隔离层，所述隔离层材质为氧化铝、石英或者云母。

8.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：所述设定温度为700℃～1070℃。

9.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：所述气态碳源为有机气体或承载有机物的气体。

10.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：热炉逐渐升温的速率为5℃/min～20℃/min。

11.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：步骤1中达到设定温度后保温时间为10min～30min。

12.如权利要求1所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：步骤2中通入气态碳源后，反应时间为10min～60min。

13.如权利要求9所述的基于直流脉冲激发的碳化硅纳米管制备方法，其特征在于：气态碳源为甲烷、乙炔、通过有机溶液的氩气、通过有机溶液的氩气氢气混合气。