大直径连续SiC（或硼）纤维射频气相沉积法的产业化生产

介绍了实现了借助高频加热法硅烷化学气相沉积生产SiC纤维的工业化过程。着重介绍了化学气相沉积法的原理、SiC（或B）纤维工业化生产的工艺、流程和设备。此外，该法也可用于生产大直径连续硼纤维、硼化钛纤维以及各种不同的表面涂层等。     

静态化学气相沉积法制备SiC纤维的拉伸强度分布研究

以沥青基炭单丝为基体,一甲基三氯硅烷为前驱体,使用静态化学气相沉积工艺,在1473K,常压环境下制备了SiC纤维.使用电子万能试验机测试了同一批次纤维的拉伸强度,结果表明其为双峰直方图分布.使用光学显微镜和扫描电子显微镜对纤维的形貌结构进行了表征.沿着反应器方向,不同区域的纤维依次表现为颗粒状、球状、平滑和倒圆锥结构.这些结构的差别导致了纤维力学强度的双峰分布.对沉积机制的分析表明,物料损耗效应和反应器两端的流场稳定性是影响纤维结构的主要因素.     

化学气相沉积法制备SiC纳米粉

本工作采用二甲基二氮硅烷和氢气为原料，在１１００－１４００℃温度条件下，通过化学气相沉积制备出了高纯、低氧含量的纳米ＳｉＣ粉体，实验结果指出，在１１００－１３００℃，制备得到的粉体颗粒由于锭型相和β－ＳｉＣ微晶组成；而在１４００℃则粉体颗粒主要由β－ＳｉＣ微晶无序取向组成，随反应条件的改变，粉体平均粒径和β－ＳｉＣ微晶的平均尺寸分别在４０－７０ｎｍ和１．８－７．３ｎｍ范围内变化，同时，产物粉体的Ｃ     

化学气相沉积SiC涂层生长过程分析

以高纯石墨为沉积基体,MTS为先驱体原料,在负压条件下沉积了CVD SiC涂 层.利用SEM和XRD分别对涂层的形貌及晶体结构进行了表征,SiC涂层表面呈菱柱状, (111)面为择优取向面.利用高分辨透射电镜对涂层与基体的界面结构、涂层的显微结构进行 了研究,得出CVD SiC涂层生长过程如下:SiC最初是沿着石墨基体的晶面取向开始生长 的}随后经历一段取向淘汰及调整的过程后,开始(111)晶面的生长.     

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.     

反应器长径比对化学气相沉积SiC沉积动力学的影响

以三氯甲基硅烷(MTS)和H2为前驱体,在沉积温度900～1 050℃,H2和MTS摩尔比为4～20和滞留时间0.4～1 s下,采用化学气相沉积(CVD)工艺研究沉积反应器长径比分别为7∶6和7∶2时的碳化硅(SiC)沉积动力学.结果 发现,不同尺寸反应器中SiC沉积速率随工艺参数变化的规律性差异明显.长径比7∶6的反...     

石墨烯的化学气相沉积法制备

化学气相沉积(CVD)法是近年来发展起来的制备石墨烯的新方法,具有产物质量高、生长面积大等优点,逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法.通过简要分析石墨烯的几种主要制备方法(胶带剥离法、化学剥离法、SiC外延生长法和CVD方法)的原理和特点,重点从结构控制、质量提高以及大面积生长等方面评述了CVD法制备石墨烯及其转移技术的研究进展,并展望了未来CVD法制备石墨烯的可能发展方向,如大面积单晶石墨烯、石墨烯带和石墨烯宏观体的制备与无损转移等.     

低温化学气相沉积法制备SiC纳米粉体

合成了液态碳硅烷并对其结构进行了分析;采用化学气相沉积工艺,以自制的液态碳硅烷为先驱体,分别在850℃和900℃的较低温度下制得了SiC粉体,并对产物进行了IR、XRD和SEM分析.结果表明,850℃产物中含有未分解完全的有机基团,900℃产物为较纯的部分结晶的纳米SiC粉体,粒度为50～70nm.     

化学气相沉积法制备钨芯SiC纤维的装置和工艺

分析比较了两种不同类型化学气相沉积(CVD)法制备钨芯SiC纤维的反应器,提出了改进方法,设计了一种立式冷壁反应器,并对用CVD法制备钨芯SiC纤维的工艺进行了研究.运用扫描电镜观察了制备纤维形貌,并用Weibull统计方法分析了纤维强度与其形貌之间的关系.结果表明,在不同的氢气流量和氮气流量比下,沉积速率均随沉积温度的升高而增大.总反应在较低温度区受表面反应控制,在较高温度区受质量传输控制.纤维的断裂强度大致可分为高、中、低3个区,CVD-SiC纤维的强度与其微观形貌有密切关系,缺陷的多少决定纤维强度的高低.     

致密SiC包覆层低温流化床化学气相沉积制备及形成机制

一般致密SiC材料的制备需要极高的温度,而降低制备温度一直是SiC制备领域的重要研究方向。采用流化床化学气相沉积法,在球形二氧化锆陶瓷颗粒上制备了厚度为几十微米的SiC包覆层。通过对不同温度SiC包覆层的显微形貌及微观结构变化规律研究,给出了沉积效率变化规律,发现低温产物富硅,而高温产物富碳。对不同氩气含量的实验研究发现,氩气的加入可以促进沉积反应向富碳方向移动,从而可以在显著降低温度的条件下制备出致密SiC包覆层。综合实验结果给出了流化床化学气相沉积方法在不同温度及氩气浓度条件下制备SiC的物相分布图。      

CVD法制备SiC先进陶瓷材料研究进展

SiC陶瓷材料具有许多优异的性能如高比强度、高比模量、低密度、高导热系数，低的热膨胀系数、耐腐蚀、抗氧化等，从而被广泛用作高温结构部件，CVD工艺灵活，制备的SiC陶瓷具有很高纯度和致密度，因而是制备先进SiC陶瓷的最有希望的工艺之一。对CVD法制备SiC涂层和SiC基复合材料的研究及应用进行了综述。     

高性能 CVD 法 SiC 纤维的研制

使用射频加热ＣＶＤ新工艺制备出带有碳表面涂层的高性能ＳｉＣ（Ｗ芯）纤维;同时使用电化学方法对ＳｉＣ纤维进行表面处理,制备出带有ＳｉＯ２表面涂层的高性能ＳｉＣ（Ｗ芯）纤维。其力学性能均达到国际先进水平。以上ＳｉＣ（Ｗ芯）纤维与金属基体,如铝、钛合金等,以及树脂基体界面相容性良好;ＳｉＣ（Ｗ芯）纤维／树脂基复合材料并具有明显的吸收电磁波的性能。     

连续SiC纤维和SiCf/SiC复合材料的研究进展

连续SiC纤维最主要的制备方法是先驱体转化法, 目前已发展到第三代, 它主要作为SiC基复合材料(SiC_f/SiC)的增强体。SiC_f/SiC具有优异的耐高温、抗氧化和高温抗蠕变性, 及其在中子辐照条件下的低放射性, 成为高温、辐射等苛刻条件下结构部件的优先候选材料。本文首先对国内外SiC纤维的发展, 尤其是对第三代SiC纤维的不同制备思路和特征进行了介绍。然后, 对SiC_f/SiC制备工艺和性能的进展进行了综述, 突出了制备工艺创新与SiC纤维发展的关系。最后, 对近几年SiC_f/SiC在高性能航空发动机、聚变反应堆领域的应用进展进行了总结, 并对国内连续SiC纤维和SiC_f/SiC复合材料的发展进行了展望。     

CVD SiC致密表面涂层制备及表征

考察了沉积温度、稀释气体流量对化学气相沉积(CVD)SiC涂层的显微结构及晶体结构的影响,分析得出:沉积温度为1100℃,稀释气体Ar流量<400mL/min时,制备的SiC涂层晶体结构完整、致密.在该制备工艺条件下沉积的SiC涂层密度为3.204 g/cm3,显微硬度为HV 4459.2,弹性模量为471GPa,涂层具有优异的光学加工性能,光学加工后表面粗糙度为0.429nm,能满足光学应用的要求.     

CVD法与PCVD法TiN薄膜研究

用等离子增强化学气相沉积（ＰＣＶＤ）法和化学气相沉积（ＣＶＤ）法分别制备ＴiV系薄膜。采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪和连续加载压入仪研究分析薄膜的微观结构、相结构和薄膜的力学性能,并采用电极电位法测定了薄膜的耐腐蚀性能,研究表明,PCVD法ＴiN系薄膜的微观组织形态明显优于同类的ＣＶＤ法薄膜,ＰＣＶＤ法薄膜晶粒尺寸细小,均匀,形态圆整,组织致密;ＣＶＤ法薄膜晶粒形态为多边形,尺寸较粗大、不均匀,组织致密性差,ＰＣＶＤ法ＴiN系薄膜的声望生和结合力等力学性能可达或优于同类ＣＶＤ法薄膜,虽然ＰＣＶＤ法薄膜的氯含量（约为２％）远主ＣＶＤ法薄膜（约为０．５％）,但ＰＣＶＤ法薄膜的耐蚀性能却明显优于ＣＶＤ法薄膜,还研究分析了ＰＣＶＤ法和ＣＶＤ法成膜模式对薄膜微观结构和性能的影响机理。     

包埋浸渗/气相沉积二步法在C/C复合材料表面制备SiC涂层

采用包埋浸渗法和化学气相沉积(CVD)法相结合在炭/炭(C/C)复合材料表面制备了SiC涂层, 借助扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射等检测手段对涂层的微观组织形貌、元素分布和物相组成进行了观察与分析. 结果表明:包埋法制备的SiC涂层与C/C复合材料基体的界面处形成了梯度过渡层, CVD法制备的涂层十分致密, 有效填充了包埋SiC涂层中的孔隙, 因此, 二步法制备的SiC涂层具有良好的防氧化性能, 涂层试样在1500℃静态空气中氧化60h失重率仅为2.01%. 试样失重的主要原因是其在高低温热循环过程中氧气从涂层中的微裂纹扩散至基体表面, 从而引起基体氧化所致.     

SiC纤维表面C涂层的制备及介电性能研究

采用化学气相沉积(CVD)法,在SiC纤维表面沉积了100nm厚的C涂层,研究了制备温度对C涂层微观结构、单丝纤维体电导率及纤维编制体介电性能的影响.采用SEM和RAM显微技术(Raman microscopy)对C涂层的表面形貌和微观结构进行分析.结果表明:保持C涂层厚度一致,当沉积温度由800℃升到900℃后,C涂层的石墨化程度提高,晶粒变大,SiC纤维单丝体电导率由0.745Ω~(-1)·cm~(-1)升到6.289Ω~(-1)·cm~(-1);SiC纤维编制体的复介电常数实部由90升到132,介电损耗由0.95升到1.14,其中虚部由87升到150.实部增大与载流子浓度增大有关,虚部增大与材料漏导电有关.认为这是SiC纤维表面沉积的C层使纤维电导率增大所致.直流电导损耗足其主要损耗机制.     

CVD法SiC（C芯）纤维的发展概况

概述了CVD法SiC(C 芯)纤维的制备、性能、显微结构和应用。