前驱体法合成氮化铝纳米材料及其生长机制

以尿素为固体氮源、AlCl_3·6H_2O为铝源,通过溶液反应合成金属络合物前驱体Al(CON_2H_4)_6Cl_3,前驱体经过1 000℃煅烧,制备得到球形h-AlN纳米颗粒。研究了气氛压力及合成时间对AlN纳米颗粒形貌的影响及AlN的形核生长机制。结果表明:在0.1～0.2 MPa的N_2压力下,球状AlN颗粒由10 nm的等轴状细小晶粒与非晶相团聚而成,直径为320～460 nm;随着N_2压力增至0.5 MPa,球状AlN直径增加至650 nm,团聚体中棒状AlN晶体出现,随着烧结时间延长,棒状晶尺寸增大,数量增加。AlN纳米颗粒由前驱体分解形成的AlCl_3和NH_3反应而成,随着N_2压力增大,坩埚内气相饱和度增大,促进了AlN的形核与生长,使得非晶相含量减少,AlN结晶度提高。