Синтез заполненных карбидом вольфрама многостенных углеродных нанотрубок в атмосферной плазме дугового разряда постоянного тока

Abstract

Показана возможность синтеза многостенных углеродных нанотрубок в плазме дугового разряда постоянного тока, инициированного в открытой воздушной среде. Процесс синтеза реализован в полости графитового катода, в которой в качестве катализатора присутствует порошок вольфрама. Применяемый метод реализуется за счет генерации газообразного оксида углерода СО, экранирующего реакционную зону от кислорода воздуха, предотвращая окисление продуктов синтеза. Согласно данным рентгеновской дифрактометрии синтезированные порошковые материалы содержат более чем 85 об. % углеродных кристаллических фаз с графитоподобной структурой, а также содержат кубическую фазу вольфрама, две фазы карбида вольфрама WC и W2C. Согласно результатам просвечивающей электронной микроскопии продукт синтеза содержит углеродные нанотрубки, особенностью которых можно считать относительно большое количество слоев (до ~50 шт.) при диаметре до ~100 нм и длине до ~1.5 мкм. При этом внутри углеродных нанотрубок идентифицируются кристаллические объекты, соответствующие по структуре карбиду вольфрама WC.