纳米碳管中离散分布的金属Ni纳米线气-液/固-固填充模型

以Ni∶Cr=3∶1的双金属层作为催化剂,用C2H2为碳源气体利用化学气相沉积(CVD)法,在不同的温度下制备纳米碳管.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)研究制备产物发现:当制备温度高于900℃时,没有纳米碳管生成,制备温度在700～800℃之间纳米碳管中填充有一些离散分布的金属Ni纳米线,制备温度在650℃有纳米碳管生成,但是纳米碳管中没有发现纳米线的填充.通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)分析发现,纳米线是以液态或是粘滞液态填充进纳米碳管.根据实验结果,提出了一个在本实验条件下纳米线填充进纳米碳管的气-液/固-固V- L/S -S(vapor- liquid/solid-solid)模型,这个模型能解释一些传统的V-L-S(vapor- liquid -solid)模型不能解释的实验现象.     

热解有机前驱体制备超长的含硅一维纳米材料

介绍了一种超长含硅一维纳米材料的新的制备方法。使用的设备为一石英管式炉,制备温度在1100℃左右,氩气保护。当采用的前驱体分别为聚二甲基硅油、六甲基二硅烷或六甲基二硅胺烷时分别可得到长度为毫米级的SiC/SiO_2纳米电缆、SiC纳米线和SiCN纳米线。采用上述原料但采用不同催化剂、不同气氛及不同基板时可得到不同成分、不同形貌的含硅一维纳米材料,产物除了上述一维纳米材料外,还可制备非晶SiO_2纳米线、SiCN/SiON纳米电缆、SiC—SiO_2并行复合纳米线、以及非晶SiCN纳米线等。     

化学气相沉积法制备SiC纳米线的研究进展

SiC纳米线具有优良的物理、化学、电学和光学等性能,在光电器件、光催化降解、能量存储和结构陶瓷等方面得到广泛应用.其制备方法多种多样,其中化学气相沉积法(CVD)制备SiC纳米线因具有工艺简单、组成可控和重复性好等优点而备受关注.近年来,在化学气相沉积法制备SiC纳米线以及调控其显微结构方面取得了较多成果.采用Si粉、石墨粉和树脂粉等低成本原料以及流化床等先进设备,通过化学气相沉积法制备出线状、链珠状、竹节状、螺旋状以及核壳结构等不同尺度、形貌各异的SiC纳米线,并且有的SiC纳米线具有优良的发光性能、场发射性能和吸波性能等,为制备新型结构和形貌的SiC纳米线及开发新功能性的SiC纳米器件提供了重要参考.目前,未添加催化剂时,利用气相沉积法制备的SiC纳米线虽然纯度较高,但存在产物形貌、尺度和结晶方向等可控性差,制备温度较高和产率相对较低的问题.而添加催化剂、熔盐以及氧化物辅助可明显降低SiC纳米线的制备温度,提高反应速率以及产率,但易在SiC纳米线中引入杂质.将来应在提高SiC纳米线的纯度、去除杂质方面开展深入研究;还应注重低成本、规模化制备SiC纳米线的研究,采用相应措施调控SiC纳米线的显微结构,以拓宽SiC纳米线的应用领域.本文综述了目前国内外采用化学气相沉积制备SiC纳米线的方法,分析总结了无催化剂、催化剂、熔盐以及氧化物辅助等各种制备方法的优缺点,并对未来的研究进行展望,期望为SiC纳米线的低成本、规模化制备和应用提供理论依据.     

载气在CVD法制备纳米碳管工艺中的作用

纳米碳管是性能优异的具有准一维特征的纳米材料,CVD法是制备纳米碳管的典型工艺之一。本文以乙炔气体为原料气体、循环失效后的贮氢电极舍金材料作为反应催化剂,研究了在相同反应条件下,CVD法制备纳米碳管过程中载气对纳米碳管形貌和产率的影响。通过对产物TEM观察和TG分析发现,虽然载气不直接参与合成反应但对产物产率和形貌有很大的影响,氢气作为载气可以获得形貌和热稳定性更好的纳米碳管。     

介孔模板限域法制备SiC纳米颗粒

以SBA-15介孔二氧化硅为模板,以蔗糖为碳源制备了SiC纳米颗粒.研究了制备温度、升温速率和反应时间对SiC产物的影响.相对较低的制备温度、较快的升温速率、较短的保温时间,能充分发挥介孔模板的限域作用,可制备出尺寸小、分布均匀的SiC纳米颗粒.相对较高的制备温度、较慢的升温速率、较长的保温时间,介孔模板的限域作用减弱,产物中出现更多的SiC纳米线,生成的SiC颗粒也会明显长大.     

纳米碳管/氧化锌异质结构的合成及发光性质

以纳米碳管（CNTs）为基体、铜为催化剂,采用催化碳热还原方法直接合成出具有异质结构的纳米碳管/氧化锌（CNT/ZnO）复合材料。利用扫描电镜、透射电镜及X射线衍射等手段研究了异质结构CNT/ZnO复合材料的形态和结构。发现氧化锌纳米线在纳米碳管表面的生长过程遵循催化剂诱导的汽-液-固（VLS）机制;氧化锌纳米线与铜催化剂和纳米碳管之间分别存在明显的界面,并且氧化锌纳米线与纳米碳管均保持了规整的晶体结构。同时也发现在大直径纳米碳管上易于形成高密的氧化锌纳米线;随沉积温度的升高ZnO的形态由线到棒最后形成颗粒。异质结构CNT/ZnO复合材料的诱导发光性能不同于氧化锌纳米线和纳米碳管,在蓝光区域的发光强度远大于紫外发光强度。     

SiC纳米线研究进展及其应用现状

随着SiC纳米线制备技术的日益成熟,其在场发射、光催化、电学和光学材料领域有着广阔的应用前景和发展潜力,也可作为多种结构材料增强体广泛应用于航空航天、核、制动系统等多种工业领域。综述了SiC纳米线的性能及其多种制备方法的研究现状,详细介绍了SiC纳米线作为增强材料应用于陶瓷材料、C基复合材料及SiC基复合材料中的研究进展,讨论了SiC纳米线的作用机制,并展望了其未来发展方向。     

纳米碳管在聚合物中的应用及其复合材料研究进展

介绍了纳米碳管的制备、表面改性等，论述了纳米碳管在聚合物中的应用及其复合材料的制备方法和研究进展，并总结了存在的主要问题，展望了纳米碳管／聚合物基复合材料的应用前景。     

球磨法制备纳米碳管增强铝基复合材料的研究进展

综述了目前使用球磨法制备纳米碳管增强铝基复合材料的研究进展,分析了球磨法的优势,如细化晶粒、有利于纳米碳管的分散和使纳米碳管嵌入铝颗粒中等,指出了球磨法需要解决的问题,并展望了球磨法制备纳米碳管/铝基复合材料未来的发展前景.     

微波加热合成SiC纳米线的研究

采用单质Si粉和酚醛树脂为原料、均混、成型、碳化, 并以10℃/min的升温速率在1300～1400℃/0.5～2h的微波加热条件下制备了SiC纳米线. 用SEM和TEM观察所得SiC纳米线形貌, EDX检测样品成分. 结果发现: 所制备的SiC纳米线具有典型的SiC/SiO₂芯－壳式缆状结构特征, 直径约为20～100nm. 分析认为, 在微波加热条件下, 液态Si在SiC纳米线生长过程中起着至关重要的作用, 既具有催化作用, 同时又是制备SiC纳米线的关键原料.     

纳米碳管-(Ni-P)复合材料制备及性能

采用化学复合镀的方法,在45#钢衬底上制备纳米碳管(CNTs)-(Ni-P)复合材料。探讨了该复合材料的制备技术及工艺条件,通过对实验结果的观察和分析,确定了制备CNTs-(Ni-P)复合材料的最佳工艺条件。利用透射电镜(TEM)观察纳米碳管的结构;用扫描电镜(SEM)观察纳米碳管形貌及其在复合材料中的分布;利用原子力显微镜(AFM)观察复合材料表面的粗糙度。同时还对纳米碳管复合材料的耐磨性进行了初步的测试。实验结果表明,该复合材料的耐磨性明显好于未镀及单纯镀镍材料。     

微波法合成SiC纳米线及其光致发光性质

以Si粉、SiO2粉和人造石墨为原料,在1480℃、4 kW、80 min的真空微波辐照条件下快速高效地合成SiC纳米线。利用SEM、TEM、XRD等对所得产物的微观结构解析表明,在未使用催化剂的条件下,基于气固(VS)机制可成功制备出β型SiC。根据坩埚中的部位不同,所得Si C呈现出不同的形貌。坩埚上层的产物呈亮绿色,较为纯净,主要为直径约150 nm的纳米棒,并含有部分微米级SiC晶粒,表面氧化迹象不明显。其余部分产物呈灰绿色,主要是直径为20~50 nm的SiC/SiO2同轴纳米线(表层的SiO2厚度约2nm),并夹杂有未反应完全的石墨和SiO2。利用波长为240nm的激发光分别对SiC纳米棒和同轴纳米线的光致发光特性的测试表明,两者均可观察到峰位在390 nm左右的发射峰,此结果与所报道的β-SiC纳米材料的发光性能相比,蓝移程度更高。     

纳米碳管/环氧树脂纳米复合材料的研究

采用熔融混合法合成了不同纳米碳管含量的纳米碳管/环氧树脂复合材料,测试了弯曲性能、冲击强度,并利用扫描电镜(TEM)对产物进行了表征,同时,针对纳米碳管对环氧树脂电学性能的影响做了初步研究。结果表明,当纳米碳管含量为0.05%时,纳米碳管/环氧树脂复合材料的冲击强度、弯曲强度最高,弯曲强度提高100%,弯曲模量提高41%,冲击强度提高4倍,纳米碳管在环氧树脂基体中呈单根分散,纳米碳管使环氧树脂的体积电阻下降,导电性增加。     

纳米碳管/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

报道了利用催化裂解法制备的纳米碳管合成环氧树脂复合材料的技术及工艺条件。利用透射电子显微镜(TEM)对制备的复合材料进行观察表征;通过拉伸及压缩实验对纳米碳管/环氧树脂复合材料的力学性能进行了测试。实验结果表明:纳米碳管的加入可以明显地改变环氧树脂基体材料的力学性能。      

CVD一步法制备纳米碳管的研究

CVD法是制备纳米碳管的重要方法。本文研究了以乙炔为原料气，无需预先还原催化剂，以一定的程序速率从500℃升至750℃一步法生长纳米碳管，直接制备出了管径在8-12nm之间，石墨化程度好的纳米碳管。同时，对升温速率、原料气配比等因素进行了讨论，确定了CVD一步法制备纳米碳管较佳条件范围。     

高质量小直径单壁纳米碳管的CVD法制备

使用溶胶凝胶法制备了Fe/Mo/MgO催化剂,用化学气相沉积法在1000℃下催化裂解甲烷,制备了高质量的单壁纳米碳管.用SEM、TEM、HRTEM、TGA和Raman等方法对制备的纳米碳管粗产品进行了表征.结果表明:该产物确为单壁纳米碳管,单壁纳米碳管直径十分均一,在0.86～0.90nm之间,且其形态基本上都是以束状存在;本方法所制得粗产物中单壁碳管的含量在30%以上.     

复合电沉积制备镍基纳米碳管复合材料的方法

一种复合电沉积制备镍基纳米碳管复合材料的方法，以能够沉积镍或者镍合金的各种常用镀液体系作为基础镀液，将经过常规钝化除杂处理的纳米碳管作为添加剂进入其中，构成能够沉积金属基纳米碳管复合材料的新型复合镀液，然后按照一般电镀／化学镀的操作方法，借助通电或者自发化学反应过程促使镍或者镍合金在一定的基体上沉积的同时，使纳米碳管与金属共沉积，制备镍基或者镍合金基纳米碳管复合材料。     

中国科学院炭材料重点实验室简介

中国科学院炭材料重点实验室的研究定位是从事高性能和多功能炭材料的应用基础研究；主要研究方向包括高性能炭纤维、极端环境下的炭基复合材料功能／结构一体化设计及其制备、炭质多孔功能材料、高性能无机光学膜制备技术、纳米碳管的合成和可控组装、纳米SiC和Si3N4的形貌控制合成等。     

聚合物基纳米复合材料的制备研究进展

概述了聚合物基纳米复合材料的制备方法及最新的研究成果,着重介绍了新型纳米材料碳管和石墨烯在制备聚合物基复合材料中的性能特点和应用。针对目前聚合物基纳米复合材料的制备及应用状况,对纳米复合材料未来的发展趋势进行了展望。     

合成温度对C/C复合材料表面SiC纳米线制备的影响

为了提升C/C复合材料表面SiC涂层的韧性及其与基体的结合强度,以三氯甲基硅烷为前驱体,采用常压化学气相沉积法在C/C复合材料表面制备了SiC纳米线,研究了不同合成温度对纳米线的物相、形貌和结构的影响。借助XRD、SEM、TEM和EDS对所制备的纳米线进行物相、形貌和结构的表征,结果表明1300℃下可制备得到较为纯净的Si C纳米线,形状平直,表面光滑,取向随机呈网状分布,直径大约为100~160 nm,长度可达几百微米;随着合成温度的不断升高,纳米线的物相逐渐由β-SiC和Si双相转变为单一的β-SiC相,其中Si相是以单晶Si纳米线的形式夹杂在SiC纳米线中;另外,纳米线的沉积速率也随着温度的升高大幅度增加,产量增多,致密性增高。