金属硅化物熔体中不同形貌SiC晶体的生长

以过渡族金属硅化物为溶剂，采用自发熔渗法和溶液法来研究不同形貌SiC晶体在金属硅化物熔体中的生长情况.利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、体视显微镜等对熔渗试样和采用溶液法生长的单晶和晶须的形貌结构进行了观察和表征，利用X射线衍射仪（XRD）对采用溶液法生长的晶体和晶须进行了相组成和晶型的表征，并讨论了SiC晶须和SiC单晶的生长机理.结果表明，Fe5Si3、CoSi、Co4.5CrSi4.5、Ti2.3Si7.7等熔体适合生长SiC单晶，FeSi、FeSi2等熔体适合生长SiC晶须，而当Fe3Si熔体渗入SiC预制件后，仅有石墨相析出.     

Yb2O3 掺杂氮化硅复合材料的高温动态疲劳行为

研究了N2 气氛加压烧结制备的6 wt %Yb₂O₃ 和2 wt %Al₂O₃ 掺杂氮化硅复合材料在高温下的动态疲劳行为。用维氏压痕法在试样上获得规范的预制裂纹。分别在1000 ℃、1200 ℃、1300 ℃、1400 ℃下, 以1 、0. 5 、0. 1 、0. 01 mm/ min 的不同压头速率对试样进行四点弯曲试验。不同温度下疲劳应力2加载速率函数曲线的对比表明, 这种材料在1200 ℃时, 对亚临界裂纹生长具有最高的抵抗力(即具有最大的亚临界裂纹生长指数N) 。XRD、TEM 分析表面晶界相的晶化、裂纹愈合可以提高亚临界裂纹生长指数。EDS 分析表明, 1200 ℃下氮化硅陶瓷断裂面的氧化有助于晶界相的晶化, 但是在更高的温度下, 则会产生不利影响。      

FeSi熔体中SiC晶须的VLS生长

在1500℃、 1600℃、 1650℃和1750℃氩气中保温3h, 使Fe-Si在石墨基板上熔化并敷展, 分别在熔层表面获得SiC颗粒层、 SiC颗粒与晶须混合层、 SiC晶须层和SiC腾空薄膜。XRD分析确定所有产物均为3C-SiC; TEM和SAED分析表明, SiC晶须为3C-SiC单晶, 生长方向为[111]。基于上述结果, 提出不同温度下C与熔体中的Si经不同反应路径, 生成不同形貌SiC的反应机理: 低温时(≤1500℃), Fe提高了熔体中C的饱和溶解度, 以液-固(LS)反应生成SiC颗粒; 较高温度时(1500~1750℃), 借助Fe的催化作用, 以气-液-固(VLS)机理生成SiC晶须; 更高温度时(≥1750℃), 气-液-固(VLS)变得无序, 生成SiC腾空连续膜。      

针尖状SiC纳米线的合成与机理分析

采用热蒸发硅的方法,于1650℃反应不同的时间,在聚丙烯腈(PAN)碳纤维上原位生长碳化硅纳米线。通过X射线衍射,场发射扫描电镜及透射电子显微镜分析和观察,发现制得的产物为β-SiC单晶纳米线,具有明显的针尖状头部,且呈放射状生长在碳纤维上,形成试管刷状阵列。基于在反应不同阶段所得到产物的不同形貌,结合对制备条件和制备原料的分析,提出不同于传统VLS机理的VL’S机理。     

孪晶SiC纳米线的制备、结构及光致发光(英文)

以含碳的二氧化硅干凝胶为原料,采用碳热还原法制备了孪晶结构β-SiC纳米线。通过场发射扫描电镜、X射线衍射和高分辨透射电镜等测试分析表明,SiC纳米线具有六角形的横截面,直径50～300nm,沿着纳米线生长方向具有准周期性的(111)面孪晶结构。结合气-固生长机理及(111)密排面堆垛次序的变化讨论了孪晶纳米线的生长机理。光致发光谱表明,SiC纳米线在470nm附近有数个相对β-SiC体单晶的发光特征蓝移,且分裂的发光峰。这种发光现象可解释为堆垛层错导致相互隔离的β-SiC纳米片段的量子尺寸效应。     

热蒸发法碳化硅纳米晶须阵列的合成与表征

在1600℃不同真空度下, 采用热蒸发硅的方法, 在石墨基板和聚丙烯腈(PAN)炭纤维两种碳源基体原位生长具有一定取向的碳化硅纳米晶须——垂直于石墨片表面森林状和试管刷状碳化硅纳米晶须阵列。通过X射线衍射及场发射扫描电镜, 发现晶须为3C-SiC, 直径约100nm, 长度约50μm。炭纤维表面的产物顶端多为针尖状, 而石墨片表面的产物多为六方棱柱状。因其纳米尺寸效应, 在380nm波长的光激发下, 所制晶须在波长为468nm 附近出现光致发光峰。透射电镜、 多点衍射电子衍射图表明, 所制得的3C-SiC晶须为单晶, 其生长方向为3C-SiC的[111]方向。基于反应过程中硅熔体与碳源分离的事实, 讨论了3C-SiC晶须阵列生长的气固反应机理。      

硅热蒸发法制备SiC纳米线及其结构表征

采用简单热蒸发法使硅蒸气和碳纳米管反应生成了碳化硅纳米线.反应产物首先经X射线衍射(XRD)确定为3C-SiC.再用场发射扫描电镜(FESEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)等进行形貌和结构研究，发现3C-SiC纳米线部分呈直线六棱柱形状，大多为3C-SiC单晶，其［111］方向与纳米线长度方向一致,间或有折线，弯曲和螺旋形.在这些结果的基础上，提出3C-SiC纳米线形核生长的气液固（VLS）机制：硅蒸气(V)溶于碳纳米管端部残留金属催化剂液滴(L)，与碳纳米管反应(S)，生成3C-SiC晶核并沿碳纳米管长度方向生长.