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kann. Der Vorteil besteht darin, dass im Wesentlichen die gesamte Oberfläche eines länglichen Substrats für die Abscheidung verfügbar ist, und dass keine zusätzlichen katalytischen Partikel erforderlich sind. [0017] Vorzugsweise wird ein elektrisch leitfähiger Draht verwendet, wobei die Verwendung eines metallischen Drahts mit einem Durchmesser von 100 bis 600 Mikrometer bevorzugt wird. Dieser wird üblicherweise auf einer Spule vorgehalten und weist eine Länge von bis zu oder mehr als 1 km auf, wobei er auch in Längen von bis zu oder über 5 km oder sogar 10 km vorgehalten werden kann, so dass eine kontinuierliche Produktion über viele Stunden oder Tage ermöglicht wird. Der Draht wird vorzugsweise aus Stahl, Eisen oder Nickel bzw. Legierungen davon gebildet, kann aber auch andere handelsübliche Drahtlegierungen umfassen, wie zum Beispiel solche, die eines oder mehrere der Legierungselemente Eisen, Nickel, Kobalt und Kupfer enthalten. [0018] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Draht mittels eines durch ihn geleiteten elektrischen Stroms erhitzt. Dieses Heizverfahren wird den herkömmlichen Ofenheizungen gegenüber vorgezogen, da es ein gleichmäßiges Aufheizen über einen größeren Längenabschnitt ermöglicht, wodurch größere Abscheidelängen sowie eine verbesserte Reproduzierbarkeit erzielt werden. Üblicherweise wird Gleichstrom verwendet, der so einzustellen ist, dass er ausreicht, um den Draht auf eine für das Stattfinden des Abscheidevorgangs geeignete Temperatur, üblicherweise auf eine Temperatur zwischen 500°C und 700°C, aufzuheizen. Eine weitere Steuerung der Drahttemperatur kann in verschiedenen Abscheidekammern durch Zugabe von ausgesuchten Gasen unterschiedlicher thermischer Leitfähigkeit erreicht werden. [0019] Bei einem elektrischen Beheizen des Drahts wird ein Drahtdurchmesser von 200 bis 500 Mikrometer bevorzugt. Üblicherweise befindet sich der Draht zur Ausbildung eines elektrischen Stromkreises mit einer oder mehreren Flüssigmetallelektroden in elektrischem Kontakt, so dass ein Verschieben des Drahts vor, während oder nach der Abscheidung möglich ist. Die zu- und Abführung des Stroms erfolgt üblicherweise über Quecksilber- oder Quecksilberamalgamelektroden. [0020] Das Substrat kann vor der Abscheidung einer Ätzbehandlung unterzogen werden. Bei diesem Arbeitsgang kann eine Oberflächenoxidschicht entfernt werden. Dies kann umfassen, dass Wasserstoff über das Substrat geleitet wird, dem fakultativ zum Erzielen der gewünschten Substrattemperatur ein Gas geringer thermischer Leitfähigkeit beigemischt werden kann. Dieser Arbeitsschritt kann außerdem das Ätzen von Oberflächenungleichmäßigkeiten an der Substratoberfläche umfassen, die abhängig von DE 603 19 508 T2 2009.03.26 4/14 den erforderlichen Nanostrukturen zum Beispiel in einer Größenordnung von 10 bis 100 nm gewählt werden. Zu diesem Zweck kann ein reaktionsfähiges Gas wie beispielsweise HCl verwendet werden. [0021] Tatsächlich wird die resultierende Nanocarbon-"Schicht" nebeneinander abgeschiedene diskrete Strukturen aufweisen, wobei die Oberflächenbedeckung des länglichen Substrats je nach Verweilzeit, Temperatur usw. im Bereich von 10–80% liegen kann. [0022] Die abgeschiedenen Nanocarbone werden in einem weiteren kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Schritt vom Substrat entfernt. Angrenzend an das kontinuierliche längliche Substrat kann eine Entfernungsvorrichtung angeordnet werden, die mit einer oder mehreren Klingen oder Kanten versehen ist. Die Vorrichtung kann feststehend oder verschiebbar angebracht sein. Eine Aufnahme zum Auffangen des entfernten Materials kann am unteren Bereich der Abscheidekammer vorgesehen sein. Wird das Substrat über zwei Elektrodenkontakte elektrisch beheizt, dann befindet sich die Entfernungsvorrichtung üblicherweise bezüglich der Verfahrrichtung oberhalb der zweiten Elektrode. [0023] Die Nanocarbone können von dem länglichen Substrat entfernt werden, indem das beschichtete Substrat durch eine Öffnung oder einen Kanal mit einem geringfügig größeren Querschnitt als der des Substrats hindurchgeführt wird. Beide können eine Bohröffnung aufweisen, die in einem stationären Gehäuse angeordnet ist, durch das das Substrat geschoben wird. Alternativ können beide eine Ring- oder Halbringform aufweisen, die beim Einsatz zum Entfernen der Nanocarbone über einen Bereich des beschichteten Substrats geführt wird. [0024] Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, dass ein kontinuierlicher Arbeitsablauf an einer frischen Katalysatoroberfläche ermöglicht wird. [0025] Als Alternative kann das vorliegende Verfahren ein recyceltes Substrat verwenden. Das Substrat, von dem die Nanoröhren entfernt wurden, kann in einem nachfolgenden, kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Arbeitsgang gereinigt und zur Wiederverwendung der Vorrichtung bei Beginn des Verfahrens fakultativ erneut zugeführt werden. Üblicherweise beinhaltet eine solche Reinigung lediglich ein Aufheizen des Substrats auf ungefähr 600°C in Luftatmosphäre. [0026] Die chemische Gasphasenabscheidung kann Plasma unterstützt ausgeführt werden, wird vorteilhafterweise jedoch als plasmafreie thermische CVD (die bei oder in etwa bei Atmosphärendruck erfolgt) durchgeführt. [0027] Der Vorteil des elektrischen Aufheizens des
Substrats besteht darin, dass es eine behutsame Steuerung in Abhängigkeit von Strom und gewählter Drahtdicke ermöglicht und zu einem gleichmäßig erhitzten Substrat führt. Dadurch lassen sich längere Abscheidelängen und eine verbesserte Reproduzierbarkeit erreichen. Das Erhitzen eines Drahtsubstrats mit Gleichstrom kann somit eine effektive Reaktorlänge von mehreren Metern ermöglichen, die sich nicht verwirklichen ließe, wenn der Draht durch einen Ofen geführt werden müsste oder ein HF-Plasma-CVD-Verfahren verwendet werden würde. Außerdem werden verbesserte Produktionsraten und eine verbesserte Gleichförmigkeit des Produkts erzielt. [0028] Das Substrat wird vorzugsweise vor und/oder während der Abscheidung entweder für eine bestimmte Zeit oder kontinuierlich unter Verwendung von Gleichstrom erhitzt. Das längliche Substrat kann als Folie, Filament, Draht, Band oder Streifen ausgebildet sein, obwohl ein elektrisch leitfähiger Draht bevorzugt wird. Üblicherweise wird als Draht ein Stahl-, Eisen- oder Nickeldraht gewählt, wobei Eisen bevorzugt wird. [0029] Damit bei der chemischen Gasphasenabscheidung eine Abscheidung von Nanocarbonen erfolgt, muss das Substrat auf eine geeignete Temperatur geheizt werden. Die Temperatur beträgt vorzugsweise zwischen 500°C und 700°C. Reaktionszeit und Temperatur können (z. B. durch Variieren der exponierten Drahtlänge/-geschwindigkeit und, falls elektrisch geheizt wird, durch Variieren von Querschnitt und Strom) mittels routinemäßiger Experimente so eingestellt werden, dass die erwünschten Nanostrukturarten erhalten werden. Das vorliegende Verfahren ist besonders zur Herstellung von MWNTs und GNFs geeignet, die eher geringere Temperaturen und längere Verweilzeiten erfordern als SWNTs. [0030] Die vorliegende Erfindung gibt ferner eine Vorrichtung zur Verwendung in einem wie oben beschriebenen Verfahren für die Ausbildung von Nanocarbonen an, wobei das Verfahren umfasst: Erhitzen eines Drahtsubstrats, indem durch dieses über zumindest zwei Elektroden ein elektrischer Strom geleitet wird; Verfahren des Substrats durch zumindest eine Abscheidekammer, die Gase enthält, die die Nanostrukturen bei Kontakt mit dem heißen Draht abscheiden, und Verwenden einer Entfernungseinrichtung zum Entfernen der abgeschiedenen Nanostrukturen, wobei die zweite Elektrode in Verfahrrichtung nach der Entfernungseinrichtung angeordnet ist. [0031] Die Vorrichtung weist einen Reaktor mit zumindest einer Abscheidekammer, eine Zufuhreinrichtung für die Zuführung von Gasen in die Abscheidekammer, eine Halteeinrichtung für das Hindurch- DE 603 19 508 T2 2009.03.26 5/14 furchführen des Substrats durch die Abscheidekammer, zumindest zwei Elektroden für die Zuführung des Heizstroms zum Drahtsubstrat und eine Entfernungseinrichtung zum Entfernen der abgeschiedenen Nanocarbonschicht auf, wobei die zweite Elektrode in dem Rektor in Verschieberichtung nach der Entfernungseinrichtung angeordnet ist. [0032] Das Drahtsubstrat kann durch eine Entfernungseinrichtung in der Form einer Öffnung geführt werden, deren Querschnitt geringfügig größer als der des Substrats ist. Die Vorrichtung kann ferner eine Recyclingeinrichtung zum Reinigen des Drahtsubstrats und zum Zurückführen des Substrats an das in Verschieberichtung obere Ende der Abscheidekammer aufweisen. [0033] Im Folgenden werden bevorzugte Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Nanocarbonen gemäß der vorliegenden Erfindung anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, worin [0034] Fig. 1a bis Fig. 1c jeweils schematische Ansichten einer einwandigen Kohlenstoffnanoröhre (SWNT), einer mehrwandigen Nanoröhre (MWNT) und einer Graphitnanofaser (GNF) zeigen, [0035] Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren gemäß der Erfindung zeigt, [0036] Fig. 3 eine vergrößerte schematische Teilansicht der in Fig. 2 dargestellten konischen Entfernungseinrichtung zeigt, [0037] Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer alternativen Entfernungseinrichtung zeigt, [0038] Fig. 5a und Fig. 5b ein TEM bzw. Raman-Spektren der Kohlenstoffnanostrukturen vorstellen, die entsprechend Beispiel 1 auf einem elektrisch beheizten Draht abgeschieden wurden, [0039] Fig. 6a und Fig. 6b ein jeweils ein TEM bzw. ein Raman-Spektrum eines Nanocarbonmaterials vorstellen, das wie im unten beschriebenen Beispiel 2a auf einem in einem Ofen erhitzen Draht abgeschieden wurde, und [0040] Fig. 6c ein TEM eines Nanomaterials darstellt, das in Beispiel 2b auf ähnliche Weise abgeschieden wurde. [0041] In der Fig. 2 ist eine bevorzugte Vorrichtung zur Herstellung von Kohlenstoffnanostrukturen auf einem katalytischen Drahtsubstrat unter Verwendung der chemischen Gasphasenabscheidung dargestellt. [0042] Der Reaktor 1 weist zwei zylindrische Glas-
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Seite 3: wendbarkeit der Kathodenoberfläche
Seite 7 und 8: hindurchgeführt wird, um vom Draht
Seite 9 und 10: vorzugsweise zwischen 500°C und 70
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