Графен производится в больших масштабах в основном путем химического осаждения из паровой фазы (CVD). В ходе этого процесса на поверхность катализатора осаждаются углеродные частицы, которые затем образуют кристаллы графена. Качество полученного графена оценивается с помощью микроскопии рамановского изображения.
Подробное объяснение:
-
Химическое осаждение из паровой фазы (CVD):
- В процессе CVD подложка (часто медная или никелевая) подвергается воздействию углеродсодержащего газа, такого как метан или этилен, при высоких температурах. Молекулы газа разлагаются на поверхности катализатора, высвобождая атомы углерода.
- Эти атомы углерода диффундируют по поверхности и объединяются в кластеры. Когда эти кластеры достигают критического размера, они образуют кристаллы графена.
- По мере дальнейшего осаждения эти графеновые островки растут и в конце концов сливаются, образуя непрерывный единый слой графена. Низкая реакционная способность поверхности графена по сравнению с катализатором обычно препятствует росту дополнительных слоев.
-
Оценка качества с помощью микроскопии с рамановским изображением:
- После процесса CVD качество графена оценивается с помощью микроскопии рамановского изображения. Этот метод использует лазерное излучение для возбуждения графена, а рассеянный свет анализируется для определения колебательной энергии графеновой решетки.
- Спектры комбинационного рассеяния дают информацию о количестве слоев, наличии дефектов и качестве графена. Например, отношение интенсивности полос D и G (ID/IG) часто используется для оценки плотности дефектов в графене.
-
Производство в промышленных масштабах:
- Промышленное производство графена методом CVD было оптимизировано с помощью различных методик. Например, процесс "партия в партию" (B2B) включает в себя укладку или прокатку медных фольг для увеличения производительности.
- Другой метод - процесс "рулон за рулоном" (R2R), который позволяет непрерывно производить графеновые пленки практически неограниченной длины, хотя и ограниченной ширины. Этот метод отличается высокой степенью автоматизации и более совместим с последующими этапами обработки.
-
Проблемы массового производства:
- Несмотря на прогресс в технологиях CVD, остаются проблемы, связанные с массовым производством высококачественного графена с минимальным количеством дефектов и крупными размерами зерен по низкой цене.
- Контроль параметров CVD-процесса, таких как температура, давление, скорость потока газа и выбор катализатора, имеет решающее значение для производства высококачественного графена.
Таким образом, CVD является преобладающим методом крупномасштабного производства графена, а микроскопия рамановского изображения служит важнейшим инструментом для оценки качества. Промышленное применение CVD было усовершенствовано с помощью таких методов, как B2B и R2R, направленных на преодоление проблем, связанных с производством высококачественного графена в больших количествах.
Откройте для себя передовые технологии производства графена вместе с KINTEK SOLUTION! Наши передовые технологии химического осаждения из паровой фазы (CVD) совершают революцию в этой области, обеспечивая непревзойденное качество и эффективность. Используя микроскопию с рамановскими изображениями в качестве прецизионного инструмента, мы тщательно оцениваем и дорабатываем каждый графеновый слой. Сделайте шаг в будущее материаловедения вместе с KINTEK SOLUTION, где качество, инновации и масштабы объединяются для создания лучшего в мире графена. Свяжитесь с нами сегодня и присоединяйтесь к графеновой революции!
