[发明专利]一种制备Al掺杂的碳化硅纳米线的方法

摘要

本发明涉及一种制备Al掺杂的碳化硅纳米线的方法，技术特征在于：在无催化剂的条件下以反应烧结的硅基陶瓷和石墨粉为前驱体在硅基陶瓷表面大量合成的Al掺杂SiC纳米线。本方法低成本、高效地制备大量的高纯Al掺杂的SiC纳米线。此外，通过调整制备温度可以有效控制合成Al掺杂的SiC纳米线的形貌和尺寸。合成的纳米线主要由大量的直径变化的6H-SiC纳米线组成。纳米线的中心线或中心杆的直径分布在50～100nm范围内，中心线或中心杆上节点结构的直径分布在150～300nm范围内，且都是由Si、C、Al、O等四种元素组成。它们的长度可控，最长可以达到毫米数量级。

主权项

一种制备Al掺杂的碳化硅纳米线的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将质量百分比为70～85％的Si粉，5～15％的SiC粉，7～15％的C粉和3～10％的Al2O3粉，置于松脂球磨罐中，进行球磨混合处理2～4h，得到混合的包埋粉料；步骤2：将制备的包埋粉料的一半均匀铺满石墨坩埚底部，再放入C/C复合材料，再放入1/4的包埋粉料将C/C复合材料覆盖；所述C/C复合材料需经过打磨抛光后清洗，并烘干；步骤3：将石墨坩埚放入石墨为发热体的立式真空炉中，对真空炉进行真空处理后，通Ar气至常压，以5～10°C/min升温速度将炉温从室温升至2000～2200°C，保温1～3h；随后关闭电源自然冷却至室温，得到的带有硅基陶瓷涂层的C/C复合材料；整个过程中通氩气保护；步骤4：将石墨粉均匀铺盖在石墨坩埚底部，再将步骤3得到的带有硅基陶瓷涂层的C/C复合材料采用一束3k碳纤维捆绑，然后悬挂在坩埚内的石墨粉上方；步骤5：将石墨坩埚放入石墨为发热体的立式真空炉中，对真空炉进行真空处理后，通Ar至常压，以5～10°C/min升温速度将炉温从室温升至1600～1800°C，保温1～3h；随后关闭电源自然冷却至室温；整个过程中通Ar保护；步骤6：随后取出石墨坩埚，清理表面含有硅基陶瓷涂层的C/C复合材料上的碳纤维，得到表面的Al掺杂SiC纳米线。