يتم إنتاج الجرافين على نطاق واسع في المقام الأول من خلال ترسيب البخار الكيميائي (CVD).
تنطوي هذه العملية على ترسيب أنواع الكربون على سطح محفِّز، والتي تشكل بعد ذلك بلورات الجرافين.
يتم تقييم جودة الجرافين المنتج باستخدام الفحص المجهري بالتصوير بالرنين المغناطيسي Raman.
كيف يتم إنتاج الجرافين على نطاق واسع؟ شرح 4 طرق رئيسية
1. ترسيب البخار الكيميائي (CVD)
في عملية الترسيب الكيميائي بالترسيب بالبخار الكيميائي، يتم تعريض ركيزة (غالباً ما تكون من النحاس أو النيكل) لغاز يحتوي على الكربون، مثل الميثان أو الإيثيلين، عند درجات حرارة عالية.
تتحلل جزيئات الغاز على سطح المحفز، وتطلق ذرات الكربون.
وتنتشر ذرات الكربون هذه عبر السطح وتتجمع في عناقيد.
وبمجرد أن تصل هذه العناقيد إلى حجم حرج، تتجمع في بلورات الجرافين.
ومع استمرار عملية الترسيب، تنمو جزر الجرافين هذه وتندمج في النهاية لتشكل طبقة واحدة متصلة من الجرافين.
عادةً ما يمنع انخفاض تفاعلية سطح الجرافين مقارنةً بالمحفز نمو طبقات إضافية.
2. تقييم الجودة باستخدام الفحص المجهري بتصوير رامان
بعد عملية التفريغ القابل للذوبان على القالب CVD، يتم تقييم جودة الجرافين باستخدام الفحص المجهري لتصوير رامان.
وتستخدم هذه التقنية ضوء الليزر لإثارة الجرافين، ويتم تحليل الضوء المتناثر لتحديد الطاقة الاهتزازية لشبكة الجرافين.
توفر أطياف رامان معلومات عن عدد الطبقات ووجود عيوب وجودة الجرافين.
على سبيل المثال، غالبًا ما تُستخدم نسبة شدة نطاقي D وG (ID/IG) لتقييم كثافة العيوب في الجرافين.
3. الإنتاج على النطاق الصناعي
تم تحسين الإنتاج الصناعي للجرافين عبر CVD من خلال تقنيات مختلفة.
على سبيل المثال، تتضمن عملية الدُفعة إلى دفعة (B2B) تكديس أو دحرجة رقائق النحاس لزيادة إنتاجية الإنتاج.
وهناك طريقة أخرى هي عملية اللف من لفة إلى لفة (R2R)، والتي تسمح بالإنتاج المستمر لأغشية الجرافين ذات الطول غير المحدود تقريبًا، وإن كان عرضها محدودًا.
وهذه الطريقة مؤتمتة للغاية وأكثر توافقًا مع خطوات المعالجة اللاحقة.
4. التحديات في الإنتاج الضخم
على الرغم من التقدم في تقنيات الطباعة بالقطع القابل للذوبان (CVD)، لا تزال هناك تحديات في تحقيق إنتاج ضخم من الجرافين عالي الجودة بأقل قدر من العيوب وأحجام حبيبات كبيرة بتكلفة منخفضة.
يعد التحكم في معلمات عملية CVD، مثل درجة الحرارة والضغط ومعدلات تدفق الغاز واختيار المحفز، أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج الجرافين عالي الجودة.
مواصلة الاستكشاف، استشر خبرائنا
اكتشف طليعة إنتاج الجرافين مع KINTEK SOLUTION!
تُحدِث تقنياتنا المتقدمة للترسيب الكيميائي للبخار (CVD) ثورة في هذا المجال، مما يضمن جودة وكفاءة لا مثيل لها.
وبفضل الفحص المجهري بالتصوير بتقنية Raman كأداة دقيقة لدينا، نقوم بتقييم كل طبقة جرافين بدقة وصقلها.
ادخل إلى مستقبل علم المواد مع KINTEK SOLUTION - حيث تلتقي الجودة والابتكار والحجم لخلق أفضل جرافين في العالم.
تواصل معنا اليوم وانضم إلى ثورة الجرافين!
