大量SiC一維納米材料合成工藝研究.pdf

1、本文研究了利用化學(xué)氣相反應(yīng)法(CVR)大量合成SiC一維納米材料。首先是對(duì)原料粉體進(jìn)行高能球磨，選用球磨后Si粉和SiO2粉與CH4氣體作反應(yīng)物，硝酸鎳乙醇溶液為催化劑，在1250℃-1300℃負(fù)壓氬氣保護(hù)的條件下通過一系列化學(xué)反應(yīng)成功制備出SiC納米線(或納米電纜)。 本文系統(tǒng)研究了合成SiC一維納米材料原料Si和SiO2粉體的球磨工藝。運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)球磨實(shí)驗(yàn)，并采用粒度分析、激光粒度分析、透射電鏡等儀器對(duì)球磨后的Si和Si

2、O2來進(jìn)行分析，著重研究了轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間、球料比和級(jí)配比等參數(shù)對(duì)球磨產(chǎn)物的影響，得出最佳工藝。Si粉的最佳球磨工藝為：轉(zhuǎn)速500rpm、球磨時(shí)間4小時(shí)、球料比20：1，級(jí)配比Ф20：Ф10：Ф6：Ф2=1：25：120：250；SiO2粉優(yōu)化的球磨工藝為：轉(zhuǎn)速350rpm、球磨時(shí)間4.4小時(shí)、球料比15：1，級(jí)配比Ф20：Ф10：Ф6：Ф2=1：50：180：400。 本文的重點(diǎn)在于研究合成溫度、通氣量/通氣時(shí)間、原料配比、襯底

3、類型、保護(hù)氣氛等工藝參數(shù)對(duì)大量合成SiC一維納米材料產(chǎn)物宏觀產(chǎn)量及微觀形貌的影響規(guī)律。通過數(shù)碼相機(jī)(DC)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、透射電鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)、X射線衍射(X-Ray)以及紅外光譜分析(IR)等多種測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)量、微觀結(jié)構(gòu)以及化學(xué)組成成分進(jìn)行研究。得出大量制備SiC一維納米材料的最佳工藝：合成溫度在1250℃-1270℃時(shí)，甲烷通氣時(shí)間為36分鐘、在石墨基片上能夠得到宏觀產(chǎn)量較多的無