| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| CONTENTS | 第12-16页 |
| 图表目录 | 第16-19页 |
| 主要符号表 | 第19-20页 |
| 1 绪论 | 第20-36页 |
| 1.1 金刚石薄膜的制备与应用 | 第20-26页 |
| 1.1.1 金刚石薄膜简介 | 第20页 |
| 1.1.2 金刚石结构 | 第20-21页 |
| 1.1.3 金刚石薄膜电极的制备方法 | 第21-22页 |
| 1.1.4 金刚石薄膜的生长原理 | 第22-24页 |
| 1.1.5 热丝气相沉积法 | 第24页 |
| 1.1.6 金刚石薄膜电极的应用 | 第24-26页 |
| 1.2 金刚石的导电性能研究及应用 | 第26-29页 |
| 1.2.1 金刚石的导电性能简介 | 第26页 |
| 1.2.2 提高金刚石电导率的方法 | 第26-27页 |
| 1.2.3 掺硼金刚石的导电原理 | 第27-29页 |
| 1.2.4 掺硼金刚石的应用 | 第29页 |
| 1.3 电解铝 | 第29-34页 |
| 1.3.1 铝电解行业发展 | 第29-30页 |
| 1.3.2 Hall-Heroult电解铝法 | 第30页 |
| 1.3.3 电解槽 | 第30-31页 |
| 1.3.4 电解液体系 | 第31-32页 |
| 1.3.5 低温铝电解 | 第32-33页 |
| 1.3.6 惰性阳极 | 第33-34页 |
| 1.4 课题研究目的、意义和内容 | 第34-36页 |
| 1.4.1 研究目的和意义 | 第34-35页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第35-36页 |
| 2 金刚石薄膜的制备及生长机理 | 第36-59页 |
| 2.1 引言 | 第36页 |
| 2.2 实验装置 | 第36-39页 |
| 2.2.1 热丝气相沉积(HFCVD) | 第36-38页 |
| 2.2.2 气相沉积反应釜 | 第38-39页 |
| 2.3 制备过程及参数选择 | 第39-42页 |
| 2.3.1 样品预处理 | 第39-40页 |
| 2.3.2 实验启动 | 第40页 |
| 2.3.3 操作参数 | 第40-41页 |
| 2.3.4 灯丝的选取 | 第41页 |
| 2.3.5 压力对金刚石薄膜沉积的影响 | 第41页 |
| 2.3.6 温度控制对金刚石薄膜生长的影响 | 第41-42页 |
| 2.4 金刚石薄膜的基本表征 | 第42-46页 |
| 2.4.1 SEM | 第42-43页 |
| 2.4.2 AFM | 第43-44页 |
| 2.4.3 XRD | 第44-46页 |
| 2.4.4 TEM | 第46页 |
| 2.5 金刚石的生长机理 | 第46-57页 |
| 2.5.1 成核阶段中的气相反应 | 第47-48页 |
| 2.5.2 成核阶段中的固相反应 | 第48-49页 |
| 2.5.3 成膜的过程 | 第49页 |
| 2.5.4 掺硼后金刚石晶体的变化 | 第49-50页 |
| 2.5.5 金刚石颗粒的生长过程 | 第50-54页 |
| 2.5.6 金刚石薄膜中间层的研究 | 第54-57页 |
| 2.6 小结 | 第57-59页 |
| 3 金刚石薄膜的改性及碳素电极的常温电化学测试 | 第59-72页 |
| 3.1 引言 | 第59页 |
| 3.2 表征仪器 | 第59-60页 |
| 3.3 金刚石薄膜的气体刻蚀 | 第60页 |
| 3.4 金刚石薄膜的性能比较 | 第60-67页 |
| 3.4.1 SEM | 第60-61页 |
| 3.4.2 Raman | 第61-62页 |
| 3.4.3 XPS | 第62-64页 |
| 3.4.4 热重分析(TGA) | 第64-65页 |
| 3.4.5 接触角 | 第65-66页 |
| 3.4.6 电导率 | 第66-67页 |
| 3.5 常温电化学实验 | 第67-70页 |
| 3.5.1 碳素电极在生物燃料电池中的电化学分析 | 第67-68页 |
| 3.5.2 金刚石电极常温电化学性能 | 第68-70页 |
| 3.6 小结 | 第70-72页 |
| 4 电解铝的熔剂选择及金刚石薄膜电极的高温电化学测试 | 第72-95页 |
| 4.1 引言 | 第72页 |
| 4.2 实验装置 | 第72-74页 |
| 4.3 电解液参数选择 | 第74-78页 |
| 4.3.1 冰晶石 | 第74-75页 |
| 4.3.2 添加剂 | 第75-76页 |
| 4.3.3 初晶温度 | 第76-77页 |
| 4.3.4 氧化铝的溶解度 | 第77-78页 |
| 4.3.5 熔体密度 | 第78页 |
| 4.4 高温电化学测试 | 第78-91页 |
| 4.4.1 实验过程 | 第78-79页 |
| 4.4.2 反应电位及电子传递过程 | 第79-80页 |
| 4.4.3 循环伏安 | 第80-88页 |
| 4.4.4 电化学交流阻抗 | 第88-91页 |
| 4.5 电解后的电极 | 第91-93页 |
| 4.5.1 电极照片 | 第91-92页 |
| 4.5.2 电极SEM图片 | 第92-93页 |
| 4.6 小结 | 第93-95页 |
| 5 800℃下的低温铝电解过程 | 第95-111页 |
| 5.1 引言 | 第95页 |
| 5.2 实验装置及药品 | 第95-97页 |
| 5.2.1 实验装置 | 第95-96页 |
| 5.2.2 实验药品及电极 | 第96-97页 |
| 5.3 实验过程 | 第97页 |
| 5.4 阳极产物 | 第97-106页 |
| 5.4.1 气相色谱 | 第98-99页 |
| 5.4.2 空白曲线 | 第99-100页 |
| 5.4.3 阳极气体分析 | 第100-106页 |
| 5.5 固体产物 | 第106-107页 |
| 5.5.1 产物照片 | 第106页 |
| 5.5.2 产物的XPS结果 | 第106-107页 |
| 5.5.3 产物的XRD结果 | 第107页 |
| 5.6 使用后的电极分析 | 第107-110页 |
| 5.6.1 电极电解后的表面形貌图片 | 第107-108页 |
| 5.6.2 电解后电极表面的元素分析 | 第108-109页 |
| 5.6.3 电解后电极表面的组成成分 | 第109-110页 |
| 5.7 小结 | 第110-111页 |
| 6 结论与展望 | 第111-114页 |
| 6.1 主要结论 | 第111-112页 |
| 6.2 创新点 | 第112页 |
| 6.3 建议 | 第112-114页 |
| 参考文献 | 第114-122页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第122-123页 |
| 致谢 | 第123-124页 |
| 作者简介 | 第124-125页 |