Fe催化生长β-SiC纳米分支结构

采用直流电弧等离子辅助法合成了β-SiC纳米分支结构。用扫描电镜和透射电镜,X射线电子能谱和拉曼光谱等对样品进行表征,发现分级生长的SiC纳米线为单晶结构,沿111方向生长。β-SiC纳米分支结构通过气-液-固(VSL)机制合成。β-SiC纳米分支结构在425 nm处有一个强的发光峰。     

碳纤维无催化剂法制备β-SiC纳米晶须

介绍了使用碳纤维为固相碳源,无催化剂加入制备β-SiC纳米晶须的一种新方法. 制备了直径为10-40nm,长度为几个微米的纯度较高的β-SiC纳米晶须.讨论了这个制备方法的特点,并比较了几种不同制备方法的优缺点.同时分析了β-SiC纳米晶须的显微组织并探讨了其生长机理.研究表明,较高的生长温度、SiO和CO的局部过饱和蒸汽压是此方法能够大量制备β-SiC纳米晶须的关键因素.     

机械粉碎法制备β-SiC纳米粉体及其特性分析

为获得批量制备技术,采用机械粉碎法制备高纯β-SiC纳米粉体;通过实验研究不同粒径的β-SiC纳米粉体的粒度分布、球形度变化规律、微观结构和分散稳定性等特性。结果表明:机械粉碎法适合制备粒径小于200 nm的β-SiC纳米产品,产品粒度最小可达30 nm;砂磨时间越长,产物粒度越细,粒度分布越窄,产品的球形度越好;β-SiC衍射峰强度随粒径的减小而减小,峰形宽化明显,晶格结构出现由单晶向多晶的转变,并于颗粒外层诱发厚度约5 nm的无定形二氧化硅氧化层;纳米β-SiC浆料在pH值为2～11时没有出现等电点,在中性和碱性条件下分散稳定性良好。     

β-SiC纳米丝拉伸变形的分子动力学研究

采用Tersoff势对具有不同截面尺寸的β-SiC纳米丝的[001]向拉伸力学性能进行了分子动力学模拟,得到了纳米尺度下β-SiC纳米丝的应力-应变演化关系,研究了β-SiC纳米丝的力学性能与特征尺寸的关系.模拟结果表明,β-SiC纳米丝在常温下具有不同于宏观陶瓷材料的室温脆性,在断裂前发生了明显的塑性变形,塑性应变达到11%.截面尺寸对纳米丝的力学性能有显著的影响,截面尺寸越大,初始饧氏模量越大,抗拉强度越高.     

微波加热催化反应低温制备β-SiC粉体

以硅粉和酚醛树脂为原料,硝酸镍为催化剂前驱体,采用微波加热催化反应法,在流通氩气气氛中1150℃/0.5 h反应后合成了β-SiC粉体。研究了反应温度、催化剂用量和保温时间等对合成β-SiC的影响。采用XRD、SEM和TEM对产物的物相组成及显微结构进行了表征。结果表明:微波加热条件下,无催化剂存在时,β-SiC的完全合成温度为1250℃;而添加1.0wt%的Ni作催化剂时,1150℃/0.5 h反应后即可合成纯相的β-SiC。所合成的试样中都存在着颗粒状和晶须状两种SiC,加入催化剂后会使试样中β-SiC晶须的长径比变大。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,Ni-Si合金纳米颗粒的形成使Si原子之间的键长拉长,弱化了Si原子之间的结合强度,进而促进了Si粉在低温下的碳化反应。     

无限微热源法合成β-SiC粉体

采用无限微热源法从原料、原料级配、供电功率和供电时间对合成β-SiC微粉产品的产率和品率的影响进行了探讨,并对合成β-SiC微粉产品进行了粒度测试和XRD分析。研究表明,无烟煤和石墨作碳源合成所得β-SiC微粉品率和产率比石油焦和石墨作碳源高,且晶相生成比较完整;原料粒度越细,产物粒度越细;合理控制给电功率和足够的保温时间是合成的关键;产物产率达25.63%,一级品率达77.63%,一级和二级总品率达98%。     

基于Fe催化条件下周期性VLS机制大量合成SiC纳米棒的研究

通过简单化学气相反应法,在1300℃下合成出大量SiC纳米棒产物,着重研究了Fe催化条件下该SiC纳米棒的生长机制.采用数码相机、立式显微镜、场发射扫描电镜、能谱分析仪、透射电镜、选区电子衍射仪、高分辨透射电镜及X射线粉末衍射仪对产物的宏观产量、微观形貌、化学成分及晶体结构进行了表征.结果表明,石墨基片上生成1层较厚的浅蓝色产物,产量达克量级,产物由均匀的纳米棒组成,直径约100nm,长达几微米,具有立方β-SiC晶体结构.基于Fe-C-Si三元合金相变原理及传统的VLS机制,首次提出一种周期性的气-液-固(Periodic-VLS)生长模型对SiC纳米棒的形成过程进行了详细讨论.     

固相反应合成β-SiC粉体的工艺参数对其介电性能的影响

采用固相反应合成法,以硅粉和炭黑为原料,分别在0.1MPa的氩气和氮气气氛中合成β-SiC粉体。通过X射线衍射和扫描电镜对合成粉体的物相、微观结构及形貌进行了表征。同时在8.2～12.4GHz频率范围内进行了介电性能测试。结果表明,在氩气中合成β-SiC粉体其晶格参数小于在氮气中合成粉体的晶格参数,两者均小于标准值,但介电参数表现出了相反的趋势。讨论了合成机理和气氛对SiC介电性能的影响。     

Cu-Zn-Al合金纳米分叉结构的制备及显微分析

通过对Cu-Zn-Al合金进行简单的化学处理,得到了具有分叉结构的Cu-Zn-Al合金纳米结构,用透射电镜考察了分叉纳米结构的形貌及其微结构特征.实验表明分叉纳米结构的形态与化学处理工艺有关,有的分支纳米结构与未分支的形态类同,分支的顶端呈开口状态;有的沿生长方向呈规则的同向排列,各分支的形态相近,端部呈封闭状态.Cu-Zn-Al合金纳米分叉结构的形成可能与制备条件的扰动有关,对Cu-Zn-Al合金纳米结构的分叉生长机制进行了初步探讨.     

溶胶-凝胶中Fe催化剂用量对β-SiC堆积缺陷和形貌的影响

以 Fe为催化剂,采用溶胶-凝胶和碳热还原的方法,制备出具有不同尺寸、不规则的β-SiC颗粒,并用XRD,FTIR,SEM和BET等分析手段对其进行结构表征.结果表明：在1 300 ℃氩气氛中,不使用Fe催化剂,由酚醛树脂和正硅酸乙酯制成的干凝胶经碳热还原不能形成β-SiC,产物主要是无定形炭和SiO2;而使用 Fe催化剂制成的干凝胶则可形成β-SiC.此外,随着Fe用量的增加,β-SiC的颗粒尺寸和平均晶粒度增加,而堆积缺陷密度和比表面积则减小.     

不同表面活性剂对电喷镀Ni-P-β-SiC层的影响

不同的表面活性剂影响着Ni-P-β-SiC镀液中β-SiC微粒的团聚程度,进一步影响了金属与β-SiC的共沉积过程,最终反映在复合镀层的表面质量上。研究了聚乙烯醇(PVA-1750)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、聚乙二醇(PEG-6000)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)等5种表面活性剂对电喷镀Ni-P-β-SiC复合层的影响。通过计算表面活性剂的亲水、疏水平衡值(HLB),检测镀液中β-SiC微粒的Zeta电位、Ni-P-β-SiC镀液的极化曲线、Ni-P-β-SiC复合镀层的显微硬度,对不同表面活性剂进行了综合评价。结果表明:在含十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的Ni-P-β-SiC镀液中,β-SiC微粒的Zeta电位绝对值最大、镀液的极化度高,β-SiC微粒的团聚程度最小,相应的复合镀层的显微硬度最高,其HLB值也符合β-SiC微粒结构的要求。     

燃烧法合成Al掺杂β-SiC粉体的工艺参数对其介电性能的影响

采用燃烧合成法,以硅粉和炭黑为原料,铝粉为掺杂剂,聚四氟乙烯为助燃剂,分别在不同坯体压力下制备成坯体,在0.1MPa的氮气气氛中合成Al掺杂β-SiC粉体.通过X射线衍射、扫描电镜和电子能谱对合成粉体的物相、微观结构及形貌进行了表征.同时在8.2～12.4GHz频率范围内进行了介电性能测试.结果表明随着坯体压力的增大,合成β-SiC粉体的晶格参数随之减小,且其介电性能随之降低.对合成机理和Al掺杂对SiC介电性能的影响进行了讨论.     

多方向生长碳纳米纤维的催化燃烧制备

介绍一种简单的合成具有多方向生长结构的碳纳米纤维的工艺。该工艺采用甲醇作为碳源，在铜基底上，以硝酸镍作为催化剂先体，经甲醇催化燃烧分解直接合成该结构材料，而无需任何模板。通过扫描电子显微镜的表征，不同分支结构的碳纳米纤维被合成。透射电子显微镜的结果表明，该样品具有较好的微结构。     

Si-C-Fe-O功能陶瓷纤维的制备

本文采用低分子量的聚硅烷(LPS)和二茂铁合成出聚铁碳硅烷(PFCS),后者经熔融纺丝、预氧化、烧成,可制得电阻率低至10-2Ω·cm的Si-C-Fe-O纤维.在预氧化过程中,Si-H反应程度增加的同时纤维的重量增加.研究了二茂铁对纤维电阻率和β-SiC结晶的影响:二茂铁用量的增加有利于β-SiC晶粒的增长和电阻率的降低.     

镍-铬复合溶胶的制备及其在高发射率涂层中的应用

首先合成了镍-铬复合溶胶,然后向其中掺杂纳米SiC粉末得到喷涂用涂料,进而在镍基高温合金上制备了NiO-Cr2O3-SiC红外高发射率复合陶瓷涂层.结果表明,该涂层有很高的发射率,与基材结合良好,抗热震性能明显优于Al2O3-SiC陶瓷涂层.     

碳化硅纳米纤维/炭纤维共增强毡体的制备

以电镀Ni颗粒为催化剂,采用化学气相沉积(CVD)法,在炭纤维表面原位生长SiC纳米纤维(SiC-NF),制备出SiC纳米纤维/炭纤维共增强毡体.XRD和SEM分析表明生成的SiC纳米纤维物相为β-SiC,平均长度可达几十微米,直径在几十到几百个纳米之间.通过改变电镀镍的时间,研究了催化剂Ni颗粒的大小、形态及分布对SiC-NF生长情况的影响,研究结果表明,催化剂Ni颗粒分布越细小、均匀,催化活性越大,所生长的纳米SiC纤维也越细长,分布越均匀.     

磁性碳化硅功能陶瓷的制备

采用低分子量的聚硅烷(LPS)与二茂铁合成聚铁碳硅烷(PFCS),后者经高温烧成可制得磁性碳化硅陶瓷,XRD分析表明碳化硅陶瓷具有磁性的原因是由于生成了Fe3Si。铁能够促进β-SiC的形成和生长。     

采用碳纳米管制备的碳化硅纳米晶须研究

本文报道了采用两步生长法生成碳化硅（SiC）纳米晶须.首先通过二氧化硅与硅反应生成一氧化硅,然后生成的SiO与碳纳米管先驱体反应生成立方结构的β-SiC纳米晶须．其直径为3～40nm,长度为2～20μm．通过XRD、HREM、Raman、PL等检测手段,对生成的碳化硅纳米晶须的形貌、结构等进行了分析研究．其直径为3～40nm,长度为2～20μm．并具有峰值位于430nm的蓝光发射带,本文中还对碳化硅纳米晶须生长机制进行了讨论．     

微波加热催化反应低温制备β-SiC粉体

以硅粉和酚醛树脂为原料, 硝酸镍为催化剂前驱体, 采用微波加热催化反应法, 在流通氩气气氛中1150℃/0.5 h反应后合成了β-SiC粉体。研究了反应温度、催化剂用量和保温时间等对合成β-SiC的影响。采用XRD、SEM和TEM对产物的物相组成及显微结构进行了表征。结果表明: 微波加热条件下, 无催化剂存在时, β-SiC的完全合成温度为1250℃; 而添加1.0wt%的Ni作催化剂时, 1150℃/0.5 h反应后即可合成纯相的β-SiC。所合成的试样中都存在着颗粒状和晶须状两种SiC, 加入催化剂后会使试样中β-SiC晶须的长径比变大。密度泛函理论(DFT)计算结果表明, Ni-Si合金纳米颗粒的形成使Si原子之间的键长拉长, 弱化了Si原子之间的结合强度, 进而促进了Si粉在低温下的碳化反应。     

SiC表面氧化及其对SiC/Fe界面稳定性的影响

烧结致密的α-SiC在静态空气气氛中经1200℃×10h氧化,在其表面形成一层致密的氧化膜,该层氧化膜具有β-方石英晶体结构.氧化膜的生长由O