Si3N4納米纖維的氣壓合成工藝及性能研究.pdf

1、本文以硅溶膠和蔗糖為原料，通過(guò)溶膠凝膠、熱裂解及氣氛熱處理工藝合成了Si3N4納米纖維。首先，設(shè)計(jì)并合成出Si-O-C納米復(fù)合粉體；然后，對(duì)Si-O-C納米復(fù)合粉體進(jìn)行氣氛熱處理工藝制備出Si3N4納米纖維。系統(tǒng)研究了不同的氣氛熱處理工藝參數(shù)對(duì)納米纖維生長(zhǎng)的影響規(guī)律，并對(duì) Si3N4納米纖維進(jìn)行了光學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能的測(cè)試。
　　氮化硅納米纖維生長(zhǎng)主要溫度區(qū)間為1400～1600℃，反應(yīng)溫度對(duì)氮化硅納米纖維的生長(zhǎng)非常顯著。1400

2、℃時(shí)產(chǎn)物為很少量的直徑約為100nm的氮化硅納米線；1500℃時(shí)，為分布均勻的納米帶形貌，其中帶寬300-400nm帶厚70-100 nm；當(dāng)升溫至1600℃時(shí)，仍為帶狀形貌尺寸已超出納米級(jí)別。
　　隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，氮化硅納米纖維的產(chǎn)量顯著增加，在1500℃下保溫時(shí)間由0.5h-4h增加納米帶形貌不變，都是分布均勻的帶狀形貌，帶寬由150n m增至300nm左右，帶厚由20nm增至90nm左右。
　　氣氛熱處理的初始?xì)鈮?/p>

3、范圍為0.2-1.0MPa，影響規(guī)律如下：1500℃條件下納米帶的尺寸隨著壓力增大而增大，其中帶寬由200nm增至400nm，帶厚由30nm增至90nm。1600℃條件下當(dāng)壓力為0.2MPa時(shí)，因?yàn)榈獨(dú)獠蛔惝a(chǎn)物中開(kāi)始有SiC納米線生成。隨著燒結(jié)壓力增大，氮化硅納米纖維在空間分布上更貼近于原料生長(zhǎng)，納米帶的帶厚明顯增大。
　　根據(jù)溫度和氣氛壓力對(duì)氮化硅納米帶的影響規(guī)律，我們對(duì)氣氛熱處理工藝予以優(yōu)化。反應(yīng)溫度1500℃、初始氮?dú)鈮毫?