碳沉积富碳结构-电离态碳构成的气态混合物

碳沉积富碳结构-电离态碳构成的气态混合物
    电弧放电方法中，影响CNT生产效率的物理条件包括电极之间的电压降、电弧的电流密度、电极间距、等离子体温度和电弧放电腔中氦气的压力等参数。    电参数包括阴极区域附近的空间电荷区。且因为阴极周围存在正空间电荷，所以阴极区域的电压降是最大的。电极间有中性氦原子与中性和电离态碳构成的气态混合物，这些气态混合物对于决定电弧的电离电位非常重要。电极之间的电压降应该稍小于这些气态混合物的最小电离电位，这对于保证电弧的稳定性很重要。缓冲气体引入的离子也许会引起离子电流不稳定，从而导致电弧不稳定。    研究证实，阴极表面附近的蒸气层最适合碳簇形成的反应。系统的冷却效果也会影响所生成的CNT的质量和生长结构。
    阴极表面上碳沉积而形成棒状结构的过程是许多层碳沉积的结果。以下是电弧放电过程中CNT形成的步骤。  (1)核形成    核结构对于CNT的生长非常重要。最初的加热、电极电离和电极间的气体在形成稳定的离子流中扮演重要的角色  (2) CNT生长  凝结在阴极上的核颗粒与阴极套内的电场发生相互作用，从而使相邻的颗粒物内形成电偶极矩。不同核颗粒之间的相互作用力可能与电场方向一致，这会形成线状富碳结构  (3) CNT动力学    虽然带负电的CNT核被阴极套排斥，但是颗粒流提供的动量和阴极套边界上CNT拥有的初始速度使得一些核颗粒沉积在阴极表面