CVD金刚石涂层电极气体法掺硼工艺研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:a_hai1983
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掺硼导电金刚石(boron doped diamond,简称BDD)电极因其优异的物理化学稳定性、低背景电流以及很宽的电势窗口,在重度废水及高品质日用水处理领域均具有广阔的应用前景。目前,我国在金刚石电极研究方面主要集中于固液态掺硼法,电极的性能还有待提高。本文对国外使用较多的气体掺硼方式开展工艺研究,对制备的电极在物理和电化学性能方面进行分析,初步优化了工艺条件。本文完成的主要工作以及取得的成果如下:1.在热丝化学气相沉积(HFCVD)系统中采用气体法成功地制备出掺硼金刚石电极。实验研究了温度、气压、碳源浓度以及掺硼浓度等对电极性能的影响。2.设计全新的双面沉积方式,通过有限元分析比较了单双面电极的应力差异,并且通过实验分析比较了掺硼浓度对电极涂层应力的影响。通过摩擦磨损实验,评价了预处理方式、电极衬底等对电极膜基结合性能的影响。3.采用四探针方法对所制备电极的电阻率进行了分析,发现电阻率最低可达1×10-3·cm,表明气体掺硼法具有很好的掺杂效率。采用循环伏安法研究了电极的电化学性能,分析了不同掺硼浓度电极的电化学窗口、背景电流、峰值电流、电极可逆性以及稳定性等。在对酸性苯酚溶液催化氧化试验中于电压约1.8V处出现一个峰值,表明所制备电极对有机物具有明显的降解效果。
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