CVD（化学气相沉积）石墨烯虽然具有高质量、可扩展性和成本效益等优点，但也存在一些明显的缺点。其中包括在不破坏石墨烯结构的情况下将其与基底分离所面临的挑战、高加工温度所带来的限制以及厚涂层中的拉伸应力和开裂问题。此外，该工艺还要求基底能够承受高温，而且分离技术有时会降低石墨烯的质量。尽管石墨烯在透明导电薄膜和替代硅技术等应用中具有潜力，但这些缺点阻碍了其在某些工业应用中的广泛应用。
要点说明：
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高加工温度:
- CVD 石墨烯生产通常需要 800°C 至 1000°C 的温度。这种高温要求限制了基底的选择，只能选择能承受这种条件的基底，如硬质合金。这种限制会增加生产成本和复杂性。
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拉伸应力和开裂:
- 通过 CVD 生产的厚涂层（10~20μm）在冷却过程中会产生拉伸应力。这种应力会导致细小裂纹的形成，在外部冲击下裂纹可能会扩展，导致涂层剥落。因此，CVD 不太适合涉及间断切割工艺的应用，如铣削，因为在这种工艺中，切割力是不均匀和不连续的。
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分离挑战:
- CVD 石墨烯生产的主要挑战之一是在不破坏石墨烯结构或影响其特性的情况下，成功地从基底上分离或剥离石墨烯。石墨烯与基底之间的关系尚不完全清楚，因此分离技术取决于基底。有些方法，如将基底溶解在有害的酸中，会对石墨烯的质量产生不利影响。
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分离过程中的质量下降:
- 用于将石墨烯与基底分离的技术有时会降低石墨烯的质量。例如，使用有害的酸溶解基底会引入杂质或破坏石墨烯的结构，从而降低其在要求高纯度和结构完整性的应用中的有效性。
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可扩展性与质量的权衡:
- 虽然 CVD 被认为是大规模生产高质量石墨烯的最佳方法之一，但通常需要在可扩展性和质量之间做出权衡。确保大面积石墨烯的高均匀性、不透水性和细晶粒是一项挑战，在这些方面的任何妥协都会限制石墨烯在关键应用中的性能。
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材料限制:
- 对耐高温基底的需求以及分离过程中质量下降的可能性限制了可用于 CVD 石墨烯生产的材料类型。这可能会限制 CVD 石墨烯在各种工业应用中的通用性，因为在这些应用中可能需要不同的基底材料。
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环境和安全问题:
- 在分离过程中使用有害化学品会引起环境和安全问题。为了减轻这些化学品的影响，必须对其进行适当的处理和处置，从而增加了生产过程的总体成本和复杂性。
总之，虽然 CVD 石墨烯在质量、可扩展性和成本效益方面具有显著优势，但其缺点（如加工温度高、分离难题和材料限制）也是工业广泛采用时需要解决的明显障碍。
汇总表：
| 缺点 | 说明 |
|---|---|
| 加工温度高 | 需要 800°C 至 1000°C，限制了基材的选择并增加了成本。 |
| 拉伸应力和开裂 | 厚涂层在应力作用下会开裂，因此 CVD 不适合用于间断工艺。 |
| 分离难题 | 难以在不损坏基底的情况下分离石墨烯。 |
| 分离过程中的质量下降 | 使用有害的酸会降低石墨烯的质量。 |
| 可扩展性与质量的权衡 | 在大规模情况下保持质量的挑战。 |
| 材料限制 | 需要耐高温基底，限制了多功能性。 |
| 环境和安全问题 | 分离过程中的有害化学物质会引发安全和环境问题。 |
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