收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备与电化学研究

杜丽丽  
【摘要】:金刚石在自然界材料中具有非常优异的力、热、光、电性能和化学惰性,是一种全方位的多功能材料。 纯净的金刚石薄膜是一种非常好的绝缘材料,其电阻率可以达到1010Ω·cm以上。但是通过对金刚石薄膜采用离子注入或者掺杂的方法来改变其导电能力,使其由绝缘体变为半导体或者导体,极大地扩展了金刚石薄膜的应用范围。 近年来,硼掺杂金刚石(BDD)薄膜以其在电化学方面所表现出来的优异特性和各种应用而引起越来越多的科学工作者的密切关注。研究结果表明,重掺硼金刚石薄膜具有良好的导电性,是一种极佳的电极材料。 本文采用微波等离子体化学气相沉积(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD)方法,在钛衬底上制备掺硼金刚石薄膜(Ti/BDD)电极。通过分别改变Ti衬底表面粗糙程度、甲烷流量和硼源流量,制备得到三组样品,利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)等方法对样品进行表征,研究了不同Ti衬底、碳浓度和硼浓度对金刚石薄膜形貌和性能的影响。通过实验发现:在本实验条件下,在经过刚玉砂喷砂处理的Ti衬底上制备得到的BDD膜,当甲烷流量为3 sccm、硼流量为8 sccm时金刚石微晶的结晶性最好,膜中非金刚石相最少,膜中应力最小。 利用电化学工作站测试了BDD电极的电化学性质,结果发现:(a)大部分样品具有很宽的电化学窗口(可以达到3.7 V)和很小的背景电流(几乎为0),表现出很好的电化学性质;(b)Ti/BDD电极的析氧电位随着温度的升高而降低,在适当的温度范围内,当温度升高时,既能使电极反应加剧,又可以避免由于析氧副反应而导致的电流浪费。利用已制备的Ti/BDD电极降解苯酚,测试其在不同降解温度(升高至80 oC)下的降解效果,发现在本实验条件下,60 oC时苯酚降解效果最好,COD值在5 h内降到0。表明:在考察电化学降解时,温度是一个值得考虑的重要因素。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O484.1

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周春;徐锋;徐俊华;卢文壮;左敦稳;;气体法掺硼制备双面金刚石电极的研究[J];人工晶体学报;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 胡双;DC-PCVD法硼掺杂金刚石膜的制备及其生长特性研究[D];吉林大学;2012年
2 鲁晶;HFCVD钛基硼掺杂金刚石膜电化学电极制备及性能研究[D];吉林大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 周秋霞;史新伟;靳慧智;姚宁;王新昌;;提高CVD金刚石薄膜附着力的方法及其研究进展[J];材料导报;2008年03期
2 胡晓君;曹华珍;郑国渠;曹帅;;掺硼浓度对金刚石薄膜电极电化学性能影响的研究[J];高校化学工程学报;2006年06期
3 胡陈果;高硼掺杂金刚石膜电极的电化学应用研究[J];物理;2002年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李学敏;金刚石薄膜电极的电化学特性及其在污水处理中的应用研究[D];清华大学;2004年
2 李春燕;掺硼金刚石膜的制备及其电学性能研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王辉;含苯酚废水电化学氧化降解研究[D];西北师范大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘刚;刘忆;;热丝法CVD生长金刚石薄膜的简化工艺研究[J];半导体技术;2006年07期
2 黄元盛,刘正义,邱万奇;CVD金刚石薄膜衬底表面预处理技术进展[J];中国表面工程;2001年03期
3 黄元盛,罗承萍,邱万奇;化学气相沉积金刚石薄膜的晶体缺陷和杂质[J];中国表面工程;2004年01期
4 唐壁玉,颜永红,夏金童,陈宗璋;金刚石薄膜应用研究的进展和趋势[J];表面技术;1997年06期
5 李晓;陶隆凤;陈美华;王礼胜;;化学气相沉淀法合成单晶金刚石膜实验探索[J];宝石和宝石学杂志;2009年02期
6 邢文娟;汪建华;王传新;;热丝化学气相沉积法制备金刚石薄膜的生长取向及内应力研究[J];材料导报;2007年S2期
7 孟祥钦;王兵;甘孔银;王延平;何婷;;金刚石薄膜/氧化铝陶瓷复合材料的应用研究[J];材料导报;2010年11期
8 黄荣芳;陈岩;李大明;关一民;闻立时;师昌绪;;Growth of Diamond Film by Hot-filament CVD and Its Interface Research[J];Journal of Materials Science & Technology;1992年02期
9 ;Simulations of Temperature Field in HFCVD Diamond Films over Large Area[J];Journal of Materials Science & Technology;2003年01期
10 郑昌琼;冉均国;;日本金刚石薄膜研究发展动态[J];材料科学与工程;1992年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王珺;贾金平;张卫;;高掺杂的掺硼金刚石薄膜电极的性质[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 李远;汪建华;谢鹏;熊礼威;刘长林;;类金刚石涂层微型钻头的制备研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
3 苗树翻;严一心;;3Cr13不锈钢基底上DLC膜牢固度的研究[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
4 荣延栋;阴生毅;胡跃辉;吴越颖;朱秀红;周怀恩;张文理;邓金祥;陈光华;;热丝辅助ECR-CVD制备a-Si:H薄膜的红外和光致衰退研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年
5 刘贵昂;;双离子束溅射淀积DLC膜的导电特性[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展(一九九六·第六期)——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第6届学术研讨会论文集[C];1996年
6 苏亚凤;姚文静;何大韧;;金刚石气相生长的动态描述[A];数学·物理·力学·高新技术研究进展——2000(8)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第8届学术研讨会论文集[C];2000年
7 杨洁;申彩霞;刘旺盛;王成新;刘洪武;;不同重力取向对金刚石薄膜生长的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
8 苗树翻;严一心;;3Cr13不锈钢基底上DLC膜牢固度的研究[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
9 张高会;张平则;葛洪良;崔玉建;姜纬棣;徐重;;钛合金双层辉光放电离子无氢渗碳制备工艺研究[A];第九次全国热处理大会论文集(二)[C];2007年
10 段兴龙;邵刚勤;汪静;史晓亮;闫丽;焦琳;;立方氮化硼的热处理研究[A];中国颗粒学会超微颗粒专业委员会第五届年会暨海峡两岸纳米颗粒学术研讨会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 丁芳;高气压直流辉光等离子体放电物理及技术应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 李全;高压下新型B-C-N-O超硬材料的结构设计[D];吉林大学;2011年
3 卢广林;立方氮化硼仿生耐磨复合材料的制备及其研究[D];吉林大学;2011年
4 马传军;基于掺硼金刚石膜电极的COD在线分析仪的研制与复合传感器的制备[D];大连理工大学;2011年
5 刘磊;高温高压下金刚石生长的声发射实时动态检测与长大机制研究[D];山东大学;2011年
6 魏秋平;钢基CVD金刚石薄膜的制备、微结构及其机械性能的研究[D];中南大学;2011年
7 李子章;金刚石定位排布的热压孕镶钻头研究[D];成都理工大学;2011年
8 吕江维;硼掺杂金刚石薄膜电极的制备与性能评价[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 王鸿翔;红外窗口金刚石透波涂层沉积设备研制与涂层性能研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 周惠敏;镍钛齿科车针新型复合镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王陶;热丝CVD法制备金刚石—碳化硅—硅化钴复合薄膜[D];大连理工大学;2010年
2 徐萌;油田采出水电化学深度处理装置的研究[D];天津理工大学;2010年
3 邱晨;电化学技术在处理油田采出水中的应用研究[D];天津理工大学;2010年
4 张伦超;金刚石中的超导机理探讨[D];山东大学;2010年
5 郝苓汀;电化学氧化降解酚类有机污染物实验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
6 陈新春;多层碳基硬质固体润滑薄膜研究[D];中国地质大学(北京);2011年
7 黄国俊;硅/锗掺杂类金刚石薄膜特性研究[D];西安工业大学;2011年
8 刘军伟;沉积条件对CVD金刚石膜生长及其掺杂影响的研究[D];吉林大学;2011年
9 陈奎;优质立方六面体金刚体大单晶的生长及表征研究[D];河南理工大学;2011年
10 董洪峰;烧结温度对Cu基合金胎体性能的影响[D];兰州理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈宏军,刘林,白莉,刘伟,王三友;油气两相环状流的试验研究[J];鞍钢技术;2000年11期
2 李明吉;杨保和;孙大智;吕宪义;金曾孙;;氮掺杂金刚石膜的生长特性[J];半导体学报;2008年06期
3 王文君;汪建华;王均涛;辛永磊;熊礼威;刘峰;;硼源浓度对钛基掺硼金刚石薄膜生长的影响[J];表面技术;2011年02期
4 张兴旺,严辉,邹云娟,陈光华;金刚石N型掺杂的现状和问题[J];材料导报;1997年04期
5 周秋霞;史新伟;靳慧智;姚宁;王新昌;;提高CVD金刚石薄膜附着力的方法及其研究进展[J];材料导报;2008年03期
6 叶勤燕;王兵;甘孔银;李凯;周亮;王东;;掺硼浓度对金刚石薄膜二次电子发射特性的影响[J];材料导报;2012年06期
7 吕江维;冯玉杰;彭鸿雁;陈玉强;;直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性研究[J];材料科学与工艺;2010年03期
8 唐壁玉,刘劲松,陈宗璋;生长温度对CVD金刚石薄膜的影响[J];材料开发与应用;1997年06期
9 贾宇明,杨邦朝,李言荣,郑昌琼,苟立,冉均国;掺硼金刚石膜的热敏特性[J];材料研究学报;1996年04期
10 王军;混合陶瓷球轴承油气润滑与预紧力的实验研究[J];燕山大学学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 姜志刚;高气压直流辉光放电及其等离子体化学气相沉积金刚石厚膜的生长特性与应用研究[D];吉林大学;2004年
2 李学敏;金刚石薄膜电极的电化学特性及其在污水处理中的应用研究[D];清华大学;2004年
3 骆金龙;CVD金刚石薄膜的制备及其特性和器件化研究[D];复旦大学;2005年
4 李春燕;掺硼金刚石膜的制备及其电学性能研究[D];吉林大学;2006年
5 孙见蕊;钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备、性质及其在废水处理中的应用[D];吉林大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 刘军伟;沉积条件对CVD金刚石膜生长及其掺杂影响的研究[D];吉林大学;2011年
2 陈兴峰;BDD电极的制备及其在水处理中的应用基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 王文君;钛基硼掺杂金刚石薄膜电极制备与研究[D];武汉工程大学;2011年
4 褚向前;EACVD掺硼金刚石膜制备及加工性研究[D];南京航空航天大学;2004年
5 韩柏;微波PCVD法高品质透明金刚石膜的制备和性质研究[D];吉林大学;2006年
6 王婷;金刚石薄膜在Mo基体上的形核生长研究[D];中南大学;2008年
7 屈芳;高掺硼金刚石薄膜的制备及其特性研究[D];大连理工大学;2009年
8 王领;BDD电极的制备及其在超高浓度有机污染物废水处理中的研究[D];天津理工大学;2009年
9 李柳暗;压强及氮气对HFCVD硼掺杂金刚石膜的制备及性质影响[D];吉林大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张瑜;朱宁;陈凯玉;;细胞色素c在硼掺杂金刚石电极上的电化学特性研究[J];人工晶体学报;2013年11期
2 张胜男;朱宁;陈凯玉;张瑜;;维生素B_6在修饰掺硼金刚石薄膜电极上的测定[J];人工晶体学报;2014年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘鸿,冷文华,吴合进,成少安,吴鸣,张鉴清,李文钊,曹楚南;光电催化降解磺基水杨酸的研究[J];催化学报;2000年03期
2 黄元盛,刘正义,邱万奇;CVD金刚石薄膜二次形核机制的研究[J];材料科学与工程;2001年01期
3 梁镇海,许文林,孙彦平;焦化含酚废水在Ti/PbO_2电极上的氧化处理[J];稀有金属材料与工程;1996年03期
4 郑曦,陈日耀,兰瑞芳,陈晓,陈震;电生成Fenton试剂及其对染料降解脱色的研究[J];电化学;2003年01期
5 冯玉杰,沈宏,崔玉虹,刘峻峰;钛基二氧化铅电催化电极的制备及电催化性能研究[J];分子催化;2002年03期
6 姜志刚,金曾孙,白亦真,曹培江,张露,杨广亮,李俊杰,吕宪义;甲醇在热阴极DC-PCVD方法制备金刚石膜过程中的作用[J];高等学校化学学报;2002年09期
7 周明华,吴祖成,汪大翚;不同电催化工艺下苯酚的降解特性[J];高等学校化学学报;2003年09期
8 张招贤,黄斌,李海涛;活性涂层钛阳极阳极过程动力学研究[J];广东有色金属学报;1995年01期
9 顾长志,金曾孙;金刚石膜的性质、应用及国内外研究现状[J];功能材料;1997年03期
10 杨小倩,胡晓君,沈荷生,张志明,李荣斌,何贤昶;CVD金刚石薄膜的掺硼研究[J];机械工程材料;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 姜志刚;高气压直流辉光放电及其等离子体化学气相沉积金刚石厚膜的生长特性与应用研究[D];吉林大学;2004年
2 马丙现;CVD金刚石膜的附着性能与应用[D];郑州大学;2003年
3 刘沙;硬质合金基体表面预处理及其金刚石涂层的研究[D];中南大学;2003年
4 李学敏;金刚石薄膜电极的电化学特性及其在污水处理中的应用研究[D];清华大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 褚向前;EACVD掺硼金刚石膜制备及加工性研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 杨莉;硬质合金/金刚石薄膜的制备和附着性能的研究[D];中南大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林增栋,高巧君,彭晓芙;金刚石表面的金属化机理[J];人工晶体学报;1991年Z1期
2 何晓军;;金刚石表面渗覆金属层的研究[J];地质与勘探;1987年03期
3 罗春平,孟革,齐上雪,林彰达;原子氢与金刚石表面的相互作用[J];物理学报;1991年04期
4 ;近代超高压技术(续二) 第三章 利用金刚石砧进行的高压下的光学研究[J];人工晶体学报;1975年02期
5 王春生;烧结中的多晶金刚石表面石墨化[J];人工晶体学报;1988年Z1期
6 张清福,苟清泉;钛和镍与金刚石表面原子间结合力的比较试验[J];原子与分子物理学报;1990年03期
7 孙毓超;金刚石表面金属化的热力学机制研究[J];高压物理学报;1992年01期
8 邓福铭;超高压高温烧结中金刚石表面石墨化过程再研究[J];高压物理学报;2001年03期
9 卢照田;;第三章 熔融金属与石墨和金刚石表面相互作用的基本规律性[J];人工晶体学报;1978年01期
10 陈裕康,潘秉锁,胡国荣,杨凯华;金刚石表面沉积钛金属膜的研究[J];地质与勘探;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高巧君;邹晓冬;史亦伟;张惠珍;;低Ti含量Sn-Ti合金与人造金刚石界面微观结构的电子显微镜观察[A];第三次中国电子显微学会议论文摘要集(二)[C];1983年
2 方勤方;于生凯;韩勇;单永前;;聚晶金刚石颗粒中粘接剂的透射电镜研究[A];2006年全国电子显微学会议论文集[C];2006年
3 赵建文;只金芳;;纳米金刚石表面择优取向生长的氧化锌纳米棒阵列制备及在DNA检测中的应用[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(5)[C];2007年
4 孙剑;杨天鹏;徐艺滨;白亦真;王新胜;杜国同;;自持金刚石厚膜上沉积ZnO薄膜的研究[A];TFC'05全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
5 乔培新;龙伟民;钟素娟;李胜利;;预合金粉末与金刚石的扩散连接[A];第十一次全国焊接会议论文集(第1册)[C];2005年
6 ;论文摘要补遗[A];2009中国材料研讨会会议程序和论文摘要集[C];2009年
7 林增栋;印红羽;彭晓芙;;钎焊单层金刚石工具的工艺机理[A];第五届海峡两岸粉末冶金技术研讨会论文集[C];2004年
8 吕德隆;;纳米金刚石技术及应用[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
9 龙伟民;钟素娟;裴夤崟;杨继东;;预合金粉末在金刚石工具中的扩散钎焊[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
10 梁雪冰;贾成厂;褚克;陈惠;;SPS烧结保温时间对Al/Diamond复合材料两相界面结合状态的影响[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李子章;金刚石定位排布的热压孕镶钻头研究[D];成都理工大学;2011年
2 马银龙;金刚石定位仿生取芯钻头研究[D];吉林大学;2013年
3 苑泽伟;利用化学和机械协同作用的CVD金刚石抛光机理与技术[D];大连理工大学;2012年
4 郑仕健;空心金刚石微球制造与水下放电等离子体的初步研究[D];中国科学技术大学;2013年
5 张振奎;金刚石及相关材料纳米结构电子性质第一性原理研究[D];山东大学;2010年
6 郑友进;用氟化物和硅添加剂合成工业金刚石单晶[D];吉林大学;2010年
7 范小红;金刚石/铁基金属触媒界面物相的高温高压相变机理[D];山东大学;2013年
8 焦晓朋;轻元素超硬材料的新合成途径[D];吉林大学;2010年
9 高峰;高品级超细颗粒金刚石的高温高压合成[D];吉林大学;2008年
10 董洪峰;新型金属基金刚石复合材料工磨具的试制和性能研究[D];兰州理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘向红;n型掺杂金刚石的第一性原理研究[D];山东大学;2011年
2 张伦超;金刚石中的超导机理探讨[D];山东大学;2010年
3 陶利平;MPCVD沉积金刚石薄膜光谱分析[D];武汉工程大学;2013年
4 邓相荣;金刚石表面镀覆对铁基金刚石锯切工具界面的影响[D];河南工业大学;2011年
5 孔军;高速摩擦抛光金刚石用抛光盘的研制[D];大连理工大学;2013年
6 陈孝洲;高温高压下掺S体系中金刚石的合成与研究[D];河南理工大学;2009年
7 柯明月;金刚石颗粒表面镀覆铬包覆层的研究[D];广东工业大学;2013年
8 孟普;Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石磨料关键技术研究[D];中原工学院;2012年
9 徐振浩;基于触媒原理的CVD金刚石薄膜抛光[D];浙江工业大学;2010年
10 李晓虎;ZnO包覆金刚石微粉的制备及性能研究[D];燕山大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026