Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

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axonf
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Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#1 Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Abend, ich habe mich schon immer gefragt, warum beim Schmelzen von Aluminiumoxid im Lichtbogen mittels einer Graphitelektrode eine schwarz glänzende Schmelzperle aus Korund entsteht. Bei den hohen Temperaturen von über 2000 Grad Celsius kann der Kohlenstoff direkt aus der Graphitelektrode oder deren Binder kommen. Jetzt Frage ich mich ob diese Abscheidungen auch aus mehrwandigen Cabon Nanotubes bestehen können.Unter dem Mikroskop kann man nur eine metallisch schwarz glänzende Oberfläche erkennen, an der einige Haare aus Aluminiumoxid hängen. In der Technik verwendet man wohl einen speziellen Graphit der aufwendig gereinigt ist , und eine genaue Schichtstruktur aufweist, und keinen ISO Graphit, ich wünsche euch noch einen schönen Abend und viele Grüße aus der Schweiz Axonf.
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VDX
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Re: Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#2 Beitrag von VDX »

... wo ich mich auch iwann mal "experimentell" mit beschäftigen wollte, war "Diamant-Aufwachsen" aus Acetylen+Wasserstoff-Plasma bei Temperaturen um 900°C -- normal wurde das zum Erzeugen von "Diamant-Fenstern" gemacht ... sollte bei anderen Temperaturen, Parametern und Gasgemischen aber auch für CNT's oder Graphen-Folien geeignet sein.

Der Aufbau wäre auch nicht sooo kompliziert -- eine Kammer mit dem aufgeheizten Gasgemisch/Plasma und eine "Kühlfalle", auf der sich dann das "Kondensat" abscheiden kann ...

Viktor
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Re: Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#3 Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Tag, hallo VDX man findet sehr viel im Netz unter hot Filament cvd Diamond, auch ist es möglich die Deposition einer Diamantschicht mittels einer Acetylen Sauerstoff Flamme zu erreichen. Das könnte man vielleicht auch mit einem Schweißbrenner erreichen, dabei wären die entsprechenden Sicherheitseinrichtungen wie Druchminderer und Flammensicherung , Rückschlagklappe schon vorhanden. Das genaue Einstellen eines Gasgemisches ist hier aber nicht möglich. Beim Spülen eines kleinen Reaktors mit Wasserstoff und Methan muß man schon andere Sicherheitsvorkehrungen wählen, kontrollierte Abfacklung mit Überwachung, sonst gibt es einen großen rumps. Ich denke auch im Keller Bastelstübchen kann man gut im Lichtbogenbogenplasma MWCNT s auf der Kathode wachsen lassen. Vielleicht unter Argon Helium bei 600 mbar absolut, bei 24 Volt und 100 Ampere bei einem Elektrodenabstand bei 2 mm . Nur der Nachweis wird etwas schwierig, wenn man kein Rasterelektronen Mikroskop zur Verfügung hat. Bei meinem Versuch könnte es sich auch um Superharte amorphe Kohlenstoffschichten handeln, an der Oberseite der Schmelzperle habe ich auch ein Widerstand unter 1 Ohm gemessen. Kann gerne auch ein Foto davon posten, wenn ich wieder Zuhause bin. Zu guter Letzt noch ein interessanter Beitrag zu diesem Thema, unter Maturaarbeit von Tim Flück Synthese von Kohlenstoff-Nanoröhren mit Hilfe der Lichtbogenentladung zwischen Graphitelektroden. Bin hier auch ganz in der Nähe im Urlaub bei Laufen in der Schweiz, wo die gute Ricola zu hause ist, viele Grüße von Axonf.

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VDX
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Re: Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#4 Beitrag von VDX »

... ich habe vermutlich auch schonmal bei "Zimmertemperatur" CNT's hergestellt - beim Abbrennen einer mit 2K-Kleber eingeklebten Glasfaser hat's vorne aus der Kapillare "herausgedampft", was dann bei Kontakt mit der gegenüberstehenden Fliese als Ruß abgeschieden ist -- hier ein Bild davon:
Abgebrannt4.jpg
Abgebrannt4.jpg (66.86 KiB) 1100 mal betrachtet
Auch mal mit dem Faserlaser durch scharze Stein-Mikrokügelchen brennen hat per Rekondensation einiges an "Nanostaub" erzeugt - zwischen den 0.2mm Kügelchen waren dann ganz viele von etwa 50µm (grünlich) bis unter 1µm (durchischtig) und noch etwas "weißen Staub" ...

Viktor
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Re: Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#5 Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Sonntag, hallo VDX. Ich habe bei YouTube unter how to make Carbon Nanotubes einige interessante Videos gefunden. In einem Beitrag sieht man eine Aufnahme von einigen CNT s, die Aufnahme gleicht den Haaren die ich auf der Schmelzperle gefunden habe, nur sind diese Fäden wohl über 1000 nm dick. Ich möchte gerne auch einmal auf die gesundheitlichen Bedecken dieser Technologie hinweisen, wird oft auch mit der Toxizität von Asbest verglichen, wobei CNT s auch Zellgängig sein können. Ich wische meinen Lichtbogenofen deshalb immer feucht mit Ethanol aus, wenn sich an den Innenwänden Ablagerungen gebildet haben, und mische Metalloxide immer mit Maske unter einem Abzug. Ich denke es macht auch einen Unterschied ob Partikel 10 nm groß sind oder über 1000 nm, und ob diese in ein Substrat oder Faser eingebettet sind. Vielleicht habe ich auch so einiges an CNT s im Müll entsorgt, auf der anderen Seite weiß man ja auch nicht immer was aus einem Katalysator , Auspuff oder Schornstein so alles herauskommt. Ich wünsche euch noch einen schönen Sonntag Abend Axonf.

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VDX
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Re: Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#6 Beitrag von VDX »

... die allersersten buckyballs und CNT's wurden, soviel ich weiß, Anfang der '80-er in ganz normalem Kerzen-Ruß entdeckt, der sich auf einer schräg über eine Kerze gehaltenem Glasplättchen nidergeschlagen hatte -- den Ruß haben sie runtergeschabt, in Alkohol aufgelöst, filtriert und dann im filtrierten Alkohol immer noch etwa leicht "rötliches" gesehen - das waren dann wohl die durch den Filter geschlüpften buckyballs und CNT's (und anderes sub-Nano-Zeugs).

Von einem alten Projekt habe ich noch ein Fläschen mit etwas schwarzem Krümelkram drin -- das sind um 2003 bei der Uni Stuttgart aufgewachsene CNT's - die sind im Schnitt 2nm dick und etwa 200nm lang ... von einem anderen deren Projekte habe ich auch noch etwas "bucky paper" -- das ist eine Art CNT-Filz (eher -Karton), den sie als Aktuator verwendet haben - wird das Zeugs mit Salzlösung getränkt und einseitig mit Hochspannung aufgeladen, dann biegt sich das Plättchen je nach Ladung/Entladung hinundher ...

Viktor
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Re: Herstellen von Carbon Nanotubes im Lichtbogenplasma

#7 Beitrag von axonf »

Hallo und einen schönen Sonntagnachmittag, hallo VDX. Für den Hobbybastler gibt es zwei Verfahren zum Abscheiden von Diamantnanostrukturen, neben dem Hot Filament CVD Diamond Process gibt es noch das DC Arc Jet Plasma CVD Verfahren. Dieses kann mit meinem Lichtbogenofen einmal ausprobieren, einen Plasmabrenner habe ich schon einmal gebaut, nur muss eben die Düse bei hohen Stromstärken sehr gut gekühlt werden. Als Kohlenstoff Lieferant würde ich vielleicht Argon Methan 90 /10 für Zählrohre oder Argon Wasserstoff 90 / 5 aus der Spektrometrie nehmen. Alternativ könnte man auch Schweiss Argon mit 2 Prozent Wasserstoff dafür nehmen, zumindest bekommst du damit einen vernünftigen Lichtbogen hin. Ich poste anschließend noch ein Foto meines motivizierten Lichtbogenofen, mit dem Handrad ist es möglich die untere Elektrode um 300 Grad zu manipulieren, zu drehen. Eine Drehdurchführung für Strom und Kühlwasser ist schon in Arbeit. In einem anderen Artikel habe ich gelesen das man Diamantschichten auch mittels einer Detonationskammer Abscheiden kann, im zeitlichen Takt wird hier ein Acetylen Sauerstoff Gemisch auf ein glühendes Substrat gebracht. Aus der Technik kenne ich die Schwiergkeit, ein wirklich sehr großen Autogen Brausebrenner anzustecken, falls das Acetylen Sauerstoff Gemisch nicht stimmt, gibt es einen mächtigen Knall und aus dem Brenner kommt eine dicke Rauchwolke, und jeder in der Werkstatt weis wer da am Kupfer WIG Schweißen ist. Deshalb mache ich hier immer eine Markierung mit Filzstift. Was hier im Brennerrohr geschiet kann man vielleicht mit der Detonationskammer vergleichen. Ein Nachversuch geschiet selbstverständlich auf eigene Gefahr. Ich wünsche euch noch einen schönen Sonntag Axonf.

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