一种双面掺硼金刚石薄膜电极的制备方法技术

本发明专利技术提供一种双面掺硼金刚石薄膜电极的制备方法，包括基体预处理、植晶、双面掺硼金刚石薄膜沉积，沉积步骤包括将基体卡设于热丝化学气相沉积装置的基台中，调整基台位于热丝化学气相沉积装置的由通过支撑装置支撑的多根相互平行的热丝组成的上下两组热丝组之间的位置，使基体与上下热丝组平行，抽真空后通氢气、甲烷和三甲基硼烷，用电极对热丝组加热得到双面掺硼金刚石薄膜电极。本发明专利技术在沉积薄膜时，基体处于两组热丝组间，可同时在基体上下面沉积薄膜，提高沉积效率；本发明专利技术热丝由支撑装置支撑，支撑装置对热丝起支撑作用，阻止热丝通电加热的下垂，使热丝整体与基体的间距基本保持不变，温度场均匀，保证成膜质量，薄膜沉积成功率高。沉积成功率高。沉积成功率高。

【技术实现步骤摘要】
一种双面掺硼金刚石薄膜电极的制备方法


[0001]本专利技术涉及电化学电极
，具体而言，涉及一种双面掺硼金刚石薄膜电极的制备方法、一种用于双面掺硼金刚石薄膜电极的制备方法的热丝化学气相沉积装置以及一种双面掺硼金刚石薄膜电极。

技术介绍

[0002]掺硼金刚石薄膜(BDD)电极具有电势窗口极宽、析氧电位极高、背景电流极低、化学惰性和抗污染中毒能力极强等特点，是极佳的电化学电极材料，被广泛应用于污水、废水处理等领域。掺硼金刚石薄膜电极的制备主要包括基体预处理、掺硼金刚石薄膜的制备两个步骤。目前，通常采用化学气相沉积法制备掺硼金刚石薄膜，化学气相沉积法包括热丝化学气相沉积法、等离子化学气相沉积法、微波等离子化学气相沉积法等，其中，热丝化学气相沉积法因具有生长速度快、成膜面积大、设备投资小、结构简单、可以实现工业化生产等特点，成为目前制备掺硼金刚石薄膜最常用的方法之一。
[0003]传统的热丝化学气相沉积法通常采用多根热丝组成热丝阵列，将基体放置于热丝阵列下方，反应气体流向热丝阵列，经高温热丝加热，反应气体分解成含碳活性基团、氢原子和硼原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面掺硼金刚石薄膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、基体预处理：提供基体，对所述基体进行表面处理后超声清洗或对所述基体直接进行超声清洗；S2、植晶：将经过S1步骤处理的基体置于金刚石悬浊液中植晶，之后超声清洗，烘干备用；S3、双面掺硼金刚石薄膜的沉积：将S2步骤植晶后的基体卡设于热丝化学气相沉积装置的卡箍基台中，通过可升降卡箍基台安装柱调整所述卡箍基台位于所述热丝化学气相沉积装置的由通过支撑装置支撑的多根相互平行的热丝组成的上下两组相互平行的热丝组之间的位置，使基体与上部热丝组、下部热丝组平行，抽真空后通入氢气、甲烷和三甲基硼烷，采用电极对所述上部热丝组和所述下部热丝组加热，得到双面掺硼金刚石薄膜电极。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1步骤中，所述基体为板状基体，对所述板状基体进行表面处理后超声清洗，所述表面处理包括打磨、喷砂、刻蚀、激光清洗中的一种或多种。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1步骤中，所述基体为多孔网状基体，对所述基体直接进行超声清洗。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在S3步骤的沉积过程中，所述基体与所述上部热丝组、所述基体与所述下部热丝组之间的间距均为6
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8mm，所述氢气的流量为700
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1000sccm，所述甲烷的流量为10
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20sccm，所述三甲基硼烷的流量为15
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80sccm，沉积压强为4000
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4800Pa，热丝温度为2100
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2300℃，基体温度为650
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800℃，沉积时间为1
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8h。5.一种用于权利要求1至4中任一项所述的制备方法的热丝化学气相沉积装置，其特征在于，所述热丝化学气相沉积装置包括热丝化学气相沉积室、供气系统、排气系统、热丝机构、水冷装置、基体安装机构和支撑装置，所述热丝机构、所述水冷装置、所述基体安装机构和所述支撑装置位于所述热丝化学气相沉积室的腔体内；其中，所述供气系统通过所述热丝化学气相沉积室顶部的进气口向所述热丝化学气相沉积室的腔体内供给气体；所述排气系统通过所述热丝化学气相沉积室侧壁下方的排气口排出所述热丝化学气相沉积室的腔体内的气体；所述热丝机构包括上部左电极、上部右电极、下部左电极、下部右电极、连接所述上部左电极和所述上部右电极的由多根相互平行的热丝构成的上部热丝组、连接所述下部左电极和所述下部右电极的由多根相互平行的热丝构成的下部热丝组，以及连接所述上部左电极与所述下部左电极的左电极支柱和连接所述上部右...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金昌，赵小玻，訾蓬，王传奇，李小安，曹延新，毕涵，玄真武，田龙，陈相栋，
申请(专利权)人：中材人工晶体研究院山东有限公司，
类型：发明
国别省市：