參與熱解碳化學(xué)氣相沉積的烴類氣體主要有甲烷、乙烯、丙烯、丙烷等。純度要求一般大于99.9%。烴類氣體在氣相熱解條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成芳香烴和聚合芳香烴,隨著生成物相對(duì)分子質(zhì)量的逐漸增大,最終將導(dǎo)致固體碳顆粒的生成,并在顆粒表面發(fā)生復(fù)雜的表面化學(xué)反應(yīng)。
如果甲烷等烴類氣體熱解過(guò)程中存在外來(lái)的固體表面,甲烷等氣體分子將碰撞,繼而產(chǎn)生表面吸附,使體系能量降低。氣相反應(yīng)中的分子和生產(chǎn)的活性基團(tuán)因此將不可避免地參與表面反應(yīng),在加快甲烷等氣體分子裂解的同時(shí)生成熱解炭。因此,在化學(xué)氣相沉積是由氣-固兩相反應(yīng)相互作用構(gòu)成的多相反應(yīng)復(fù)雜體系。與均氣相反應(yīng)相比,表面反應(yīng)涉及固體新相的生成,其物理化學(xué)過(guò)程更加復(fù)雜。