[发明专利]制备金属碳化物薄膜及其复合薄膜的方法

摘要

本发明公开了一种金属碳化物及其复合薄膜的制备方法，包括将水溶性金属前驱体、水溶性聚合物和适当溶剂的均一涂敷溶液沉积于基底或将该涂敷溶液渗透于碳纳米管的基底，再将最终的基底置于含有碳源气的气氛中进行加热处理，形成高质量的金属碳化物或其复合薄膜。本发明的有益效果是：可以在基底上直接制备高质量的金属碳化物及其复合薄膜，具有高度结晶、低缺陷、硬度和杨氏模量高等优点，另外，金属碳化物/碳纳米管复合薄膜也具有高度有序的结构和优良的超导性能。这种聚合物辅助沉积制备金属碳化物及其复合薄膜的方法简单易行，具有广阔的应用前景。

主权项

一种制备金属碳化物薄膜及其复合薄膜的方法，其特征在于：包括含有水溶性金属前驱体、水溶性聚合物和适当溶剂的均一涂敷溶液沉积于基底，形成水溶性金属前驱体的金属碳化物的金属包括钪、钇、钛、锆、铪、钒、钽、铬、钼、钨、硼、铝、硅、镧系和锕系中的一种或者几种，水溶性聚合物为分子量高于30000 g/mol的聚乙烯亚胺及其衍生物，溶解聚合物的溶剂为水、低级醇类、丙酮、碳酸丙烯酯、四氢呋喃、乙腈、乙酸以及它们的混合物中的一种或几种；具体制备过程如下：步骤a 制备涂敷溶液；步骤b使用带有超滤膜的Amicon超滤系统将含有金属和聚乙烯亚胺的前驱体溶液进行过滤来除去分子量小于3000 g/mol的杂质；步骤c 将涂敷溶液通过选择喷雾、浸渍、旋涂、喷墨或打印中的一种方法沉积在基底上；步骤d 将含有涂敷溶液的基底置于含有碳源的还原气250‑1300 oC的高温下进行处理，加热时间的长短则根据需要沉积的薄膜厚度而定，溶剂挥发且聚合物分解，待聚合物分解完全后，碳源气分解且在基底上形成金属碳化物薄膜。