Thạc Sĩ Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng lên cấu trúc Nano của Graphite nhiệt phân (PG) tổng hợp b

LỜI NÓI ĐẦU

Graphite nhiệt phân tên quốc tế là Pyrolytic Graphite, viết tắt là PG. Vật liệu PG có cấu trúc đặc biệt nên có một số đặc tính dị hướng khác thường do đó nó là vật liệu rất quan trọng trong công nghiệp nói chung và công nghiệp quốc phòng nói riêng. Trong công nghiệp nói chung, PG không thể thiếu trong các nhà máy hóa chất, nhất là trong nhà máy sản xuất Clor và xút. Chúng được làm điện cực để điện phân muối thu được Clor và xút. Trong lò nhiệt độ cao từ 16000C đến 30000C chúng làm màn phản nhiệt và cách nhiệt. Không có màn phản nhiệt này sẽ không bao giờ đạt được nhiệt độ trên 20000C trong lò chân không. PG còn được sử dụng chế tạo màn lọc đơn sắc cho neutron và nghiên cứu tán xạ Xray. Graphite nhiệt phân có trật tự cao (HOPG) được sử dụng như một yếu tố hòa tan trong quang phổ kế HOPG được sử dụng cho quang phổ Xray. Trong y học, PG còn được dùng như những lớp phủ lênvan tim hoặc khớp thay thế trong tiểu phẫu chỉnh hình .

Trong công nghiệp quốc phòng. Tất cả các loa phụt của động cơ tên lửa từ loại tên lửa chống tăng đến tên lửa tầm xa đều phải dùng đến PG. Nói chính xác hơn, không có PG sẽ không có sở hữu công nghệ tên lửa, dù là tầm gần loại vác vai như IGLA hay tên lửa vượt đại châu. Đây là loại vật liệu đặc biệt quan trọng trong công nghiệp chế tạo thiết bị công nghệ cao (các loại lò trên 2000oC) và công nghiệp sản xuất tên lửa nên liên quan trực tiếp đến quốc phòng của các nước. Do đó những thiết bị công nghệ chế tạo và công nghệ tổng hợp PG hiện được Mỹ và các nước sở hữu tên lửa cấm chuyển giao trên toàn thế giới. Chính vì vậy, việc nghiên cứu đề xuất ra một công nghệ chế tạo PG của luận văn này có thể sẽ là bước tiến mới với nền khoa học kĩ thuật, công nghiệp cũng như quốc phòng của nước ta. Vấn đề này đã được đưa ra thực hiện trước đây ở nước ta trong các công trình [1,11] chỉ mới là những đề tài khảo sát thăm dò mà thôi.

Luận văn đặt ra mục tiêu là khảo sát rõ hơn sự ảnh hưởng của thông số nhiệt độ lên cấu trúc nano của tinh thể PG dựa trên những nghiên cứu đã có về việc tổng hợp Graphite nhiệt phân (PG) bằng phương pháp Lắng đọng pha hơi hóa học (CVD) tại Việt Nam.

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1 – PHẦN TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về vật liệu Graphite . 2
1.1.1. Carbon . 2
1.1.2. Graphite . 4
1.1.3.Graphite nhiệt phân (PG) . 10
1.2. Phương pháp Lắng đọng pha hơi hóa học (CVD) . 12
1.2.1. Định nghĩa CVD 12
1.2.2.Các quá trình trong phương pháp CVD . 13
1.2.3. Ưu nhược điểm của phương pháp CVD 16
1.2.4. Ứng dụng của phương pháp CVD . 16
1.2.5. Phân loại các phương pháp CVD 16
CHƯƠNG 2. PHẦN THỰC NGHIỆM . 18
2.1. Tổng hợp vật liệu Graphite nhiệt phân (PG) bằng phương pháp CVD . 18
2.1.1. Những thiết bị dùng trong quá trình CVD để tổng hợp PG. . 18
2.1.2. Quá trình tổng hợp Graphite nhiệt phân bằng phương pháp CVD . 20
2.2. Khảo sát các tính chất của PG . 23
2.2.1. Khảo sát cấu trúc tinh thể bằng nhiễu xạ tia X . 23
2.2.2. Khảo sát cấu trúc tinh thể bằng hiển vi điện tử quét SEM 26
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 29
3.1. Nghiên cứu công nghệ chế tạo PG ở vùng nhiệt độ từ 900 đến 11000C. 29
3.2. Nghiên cứu cấu trúc tinh thể dị hướng và nano của PG phụ thuộc vào nhiệt độ
CVD 34
3.3. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhiệt độ CVD lên cơ chế hình thành tinh thể vi
mô của PG và tốc độ phát triển của chúng trên nền thạch anh . 38
3.4. Tính chất điện 49
KẾT LUẬN 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 53
PHỤ LỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC . 56