[發明專利]一種SiC/SiO2納米線增強體的合成方法有效
| 申請號： | 201210578947.1 | 申請日： | 2012-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN103011166A | 公開（公告）日： | 2013-04-03 |
| 發明（設計）人： | 王志江;矯金福;徐用軍;姜兆華 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工業大學 |
| 主分類號： | C01B31/36 | 分類號： | C01B31/36;C01B33/12 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 韓末洙 |
| 地址： | 150001 黑龍*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 sic sio sub 納米 增強 合成 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種SiC/SiO2納米材料合成方法，具體是一種用于大規模、高產率合成SiC/SiO2納米材料的方法。?
背景技術
與傳統的金屬材料相比，以陶瓷纖維或納米線增強的金屬基復合材料具有許多優良性能，如：高比強度、高比剛度、重量輕以及低的或接近于零的熱膨脹系數和良好的耐蝕性等。在碳化硅、氧化鋁和硼酸鹽體系等眾多增強體中，β-SiC增強的金屬基復合材料被普遍認為具有最好的綜合性能，在國家空天技術、電子通訊和交通運輸等領域有著廣闊的需求。但是目前金屬基復合材料存在一個普遍的問題是增強體與金屬的界面浸潤性差，結合強度低，這在很大程度上影響了最終材料的力學性能。采用對陶瓷纖維或納米線表面進行SiO2包覆可以改善界面特征和優化界面結構，是當前主要采用的途徑之一。現有對于β-SiC表面的SiO2包覆主要是溶膠凝膠法，但是這種方法存在如下問題：1、對溶液酸堿度、反應時間和溫度等諸多條件有著苛刻的要求，合成方法復雜；2、每次可加工生產的量較少，產率較低；3、反應隨機性大，材料性能因不同反應批次迥異。?
發明內容
本發明的目的是為了解決現有SiC/SiO2納米材料的合成方法復雜，產率低和反應隨機性大的問題，而提供一種SiC/SiO2納米線增強體的合成方法。?
本發明SiC/SiO2納米線增強體的合成方法是通過下列步驟實現：?
一、按摩爾百分比將5%~40%的硅粉、5%~40%的SiO2和45%~85%的碳納米管粉體均勻混合，得到混合粉體；?
二、將步驟一得到的混合粉體放于管式爐或燒結爐中，在氬氣氛中，升溫至1100~1500℃的溫度并保溫1～8h，得到燒結混合粉體；?
三、將步驟二得到的燒結混合粉體置于加熱設備中，在溫度為300~800℃的條件下保溫2～10h去碳，得到SiC/SiO2納米線增強體；?
其中步驟一所述的硅粉細度為100～300目，SiO2粉體的粒徑小于80nm，碳納米管的直徑為20~40nm，長度為5~15μm。?
步驟一中所述的45%~85%的碳納米管粉體，是以碳納米管粉體中碳的摩爾數計。?
本發明SiC/SiO2納米線增強體的合成方法包含以下有益效果：?
1、采用本發明的合成方法得到的SiC/SiO2納米線增強體的直徑為20~40nm，長度為微米級，本發明的合成方法是用固相法通過碳納米管作為模板劑，使SiO2殼層在SiC納米線表面原位生長，得到的產品SiC/SiO2納米線增強體重現性高、可控性好。?
2、本發明的合成方法是用管式爐在氬氣氣氛下以1100～1500℃的溫度合成，燒結溫度較低，燒結過程直接與大氣相通，壓強與大氣壓相同，而且原料碳納米管無需經過任何前期處理，操作簡便，對設備要求低。?
3、本發明的合成方法從原料到產品的制備過程，對環境污染小，原料利用率高，產率可達80%以上，利于工業大規模生產，本發明主要應用于金屬基復合材料增強體SiC/SiO2納米材料的合成。?
附圖說明
圖1是具體實施方式八得到的SiC/SiO2納米線增強體的XRD圖；?
圖2是具體實施方式八得到的SiC/SiO2納米線增強體的TEM圖。?
具體實施方式
具體實施方式一：本實施方式SiC/SiO2納米線增強體的合成方法按下列步驟實施：?
一、按摩爾百分比將5%~40%的硅粉、5%~40%的SiO2和45%~85%的碳納米管粉體均勻混合，得到混合粉體；?
二、將步驟一得到的混合粉體放于管式爐或燒結爐中，在氬氣氛中，升溫至1100~1500℃的溫度并保溫1～8h，得到燒結混合粉體；?
三、將步驟二得到的燒結混合粉體置于加熱設備中，在溫度為300~800℃的條件下保溫2～10h去碳，得到SiC/SiO2納米線增強體；?
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