[科普中国]-炭薄膜

炭薄膜（carbon film）广义地说，炭薄膜应包括气相生长的金刚石膜，热解炭薄膜以及从有机先驱体膜炭化得到的炭和石墨薄膜。本条专指以高分子膜经过固相炭化，石墨化处理，而制成的一种薄膜状炭质材料。1975年，从聚酰亚胺薄膜经过炭化和石墨化得到石墨化程度很高的炭薄膜。进入20世纪80年代，这一课题得到深入研究，日本学者研究了从聚酰亚胺薄膜，聚萘撑和聚恶二唑薄膜，聚苯撑乙烯基薄膜，对位聚苯撑，聚萘撑和聚蒽薄膜出发制取炭和石墨薄膜材料。日本已经能够达到批量生产石墨薄膜的能力1。

简介炭薄膜（carbon film）广义地说，炭薄膜应包括气相生长的金刚石膜，热解炭薄膜以及从有机先驱体膜炭化得到的炭和石墨薄膜。本条专指以高分子膜经过固相炭化，石墨化处理，而制成的一种薄膜状炭质材料。1975年，从聚酰亚胺薄膜经过炭化和石墨化得到石墨化程度很高的炭薄膜。进入20世纪80年代，这一课题得到深入研究，日本学者研究了从聚酰亚胺薄膜，聚萘撑和聚恶二唑薄膜，聚苯撑乙烯基薄膜，对位聚苯撑，聚萘撑和聚蒽薄膜出发制取炭和石墨薄膜材料。日本已经能够达到批量生产石墨薄膜的能力1。

硬质炭薄膜通过等离子体CVD过程制造控制石墨生成的硬质炭薄膜，特别是透明性优良的无定形炭薄膜的技术。

由于发现在等离子体CVD过程，选择有机单体的种类以及适当的等离子体放电条件，可得到金刚石状或无定形炭等硬质炭薄膜，引起人们的关注。这类硬质炭膜的膜结构发现有金刚石状、无定形炭、石墨等各种形态，但薄膜结构的生成过程，放电条件等之间的关系还不十分清楚。

尤其，在低气压下等离子体CVD过程中，因有机单体的气体和不挥发性稀释气体间的反应，在形成硬质炭膜时不可避免地在薄膜中生成石墨，使炭膜的膜质不均匀，光透过性低。故不适于用作X线屏蔽用薄膜，半导体基板用绝缘膜，单分子膜用基板等，因此希望建立不生成石墨的无定形炭等硬质炭薄膜的制造方法2。

性能及应用炭薄膜具有机械强度高，电导率高以及炭素材料所共有的其他特性，使其具有良好的应用前景。如用于电池屏蔽材料，高能电池的电极材料，电致变色原件，优质扬声器振动板，它还具有良好的生物相容性，可以用作生物工程体材料。经过处理可以制得具有一地高孔隙度的炭薄膜，可以在化工领域中作为催化剂载体，等等。总之，炭薄膜的各种用途正在逐渐被开采出来3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学