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1、硼碳體系是一個(gè)龐大的體系,包括多種化合物。富B的B-C化合物具有高硬度,低密度,良好的抗氧化性、耐腐蝕性能,優(yōu)良的熱電性能及良好的中子吸收能力,已經(jīng)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域;而富C的B-C化合物具有半導(dǎo)體或?qū)w性質(zhì),抗氧化、儲(chǔ)氫性能,在理論研究上也有一些成果,但對(duì)其研究相對(duì)較少。本文在概述了B-C化合物的理論和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,以硼酸和蔗糖作為反應(yīng)起始物制備出前驅(qū)體,在熱解過(guò)程中加入不同的催化劑,在真空環(huán)境下合成了B-C化合物。采用X射線衍射(X
2、RD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜(EDS)和紅外光譜(FTIR)對(duì)所得產(chǎn)物的相組成、微觀形貌、化學(xué)成分和價(jià)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,探討了工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)物的影響,并對(duì)合成的B-C化合物的熱性能和電性能做了研究。
使用氧化鎂為催化劑,前驅(qū)體在熱解溫度為500℃~1200℃,熱解時(shí)間為30min~120min的條件下,合成了亂層石墨結(jié)構(gòu)的BC5化合物,所得產(chǎn)物為無(wú)規(guī)則塊狀,大小為30μm-170μm。紅外分析表明產(chǎn)物中含有B-
3、C鍵,C=C鍵。提高熱解溫度和延長(zhǎng)熱解時(shí)間都有利于產(chǎn)物晶化程度的提高。在氮?dú)猸h(huán)境下,所得產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性較好,且其熱穩(wěn)定性隨著晶化程度的提高而變好;在大氣環(huán)境下,所得產(chǎn)物具有較好的抗氧化性。
使用鐵為催化劑,前驅(qū)體在熱解溫度為500℃-1000℃,熱解時(shí)間為15min~60min的條件下,合成了亂層石墨結(jié)構(gòu)的BC5化合物,所得產(chǎn)物為無(wú)規(guī)則塊狀,大小在30μm~170μm之間。紅外分析表明產(chǎn)物中含有B-C鍵,C=C鍵。欲得到晶
4、體產(chǎn)物需進(jìn)一步提高熱解溫度和延長(zhǎng)熱解時(shí)間。在氮?dú)猸h(huán)境下,所得產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性較好。
使用鐵鎳合金為催化劑,前驅(qū)體在800℃、1000℃熱解合成了亂層石墨結(jié)構(gòu)BC5化合物;在1200℃熱解30min合成了六方結(jié)構(gòu)的BC5晶體,晶格參數(shù)為α=0.2427nm,c=0.6803nm;1200℃熱解60min合成了結(jié)晶度較高的六方結(jié)構(gòu)BC5晶體,晶格參數(shù)為α=0.2432nm,c=0.6794nm,晶體表面呈層狀結(jié)構(gòu),大小為1μm~
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