3.1 Лазерная абляция

Газофазный метод активно используется при получении углеродных нанотрубок и фуллеренов. Один из способов состоит в испарении мишени, представляющей собой сплава металла с графитом с помощью лазерного луча в атмосфере аргона при повышенном давлении и температуре около 1200 С (рисунок 2). Испарившиеся частицы углерода переносятся потоком аргона в низкотемпературную область и осаждаются на охлаждаемый водой медный коллектор.

Рисунок 3 – Схема установки лазерной абляции для получения углеродных нанотрубок

3.2 Распыление в дуговом разряде

Оптимальные условия получения нанотрубок реализуются в дуговом разряде при использовании электролизного графита в качестве электродов. Распыление графита осуществляется при пропускании переменного тока 100 – 200 А с частотой 60 Гц, при напряжении 10-20 В. Испарившийся графит попадает в камеру, заполненную He, давление которого составляет от 100 до 500 торр, и осаждается на поверхность медного кожуха, охлаждаемого водой. Из обработанного и промытого порошка можно выделить до 10% фуллеренов и нанотрубок.

3.3 CVD

Химическое осаждение из газовой фазы иначе химическое осаждение из пара(англ. chemical vapour deposition или chemical vapor deposition сокр., CVD) — метод получения тонких пленок и порошков при помощи высокотемпературных реакций разложения и/или взаимодействия газообразных прекурсоров на подложке (получение пленок) или в объеме реактора (получение порошков). В типичном CVD-процессе, подложка помещается в пары одного или нескольких веществ, которые, вступая в реакцию и/или разлагаясь, производят наповерхности подложки необходимое вещество .Часто образуется также газообразный продукт реакции, выносимый из камеры с потоком газа. С помощью CVD- процесса производят материалы различных структур: монокристаллы, поликристаллы, аморфные тела и эпитаксиальные. Примеры материалов: кремний, углеродное волокно, углеродное нановолокно, углеродные нанотрубки, SiO2, вольфрам, карбид кремния, нитрид кремния, нитрид титана, различные диэлектрики, а также синтетические алмазы.

3.4 PVD

Напыление конденсацией из паровой (газовой) фазы (англ. Physical vapour deposition; сокращённо PVD) обозначает группу методов напыления покрытий (тонких плёнок) в вакууме, при которых покрытие получается путём прямой конденсации пара наносимого материала.

Рисунок 4 - Схема PVD процесса

Различают следующие стадии PVD-процесса:

1) Создание газа (пара) из частиц, составляющих напыление;

2) Транспорт пара к субстрату;

3) Конденсация пара на субстрате и формирование покрытия;

PVD-процесс применяют для создания на поверхности деталей, инструментов и оборудования функциональных покрытий — износостойких, коррозионно-стойких, антифрикционных и т. д. Процесс используется при производстве часов с золотым покрытием. Материалами для напыления служат диски из титана, алюминия, вольфрама, хрома и их сплавов; ацетилен (для покрытий, содержащих углерод); азот. С помощью PVD-процесса получают покрытия толщиной до 5 мкм, обычно после нанесения покрытия поверхность не требует дополнительной обработки.