[发明专利]一种碳化硅非晶纳米线拉断后的自愈合方法

摘要

本发明提供了一种碳化硅非晶纳米线拉断后的自愈合方法，羊毫毛笔的一根羊毫在光学显微镜下移动和转移单晶纳米线，在透射电镜的原位纳米力学测试系统上，用电子束照射单晶纳米线的局部进行非晶化转变，转变后的单晶中的非晶长度为60‑100nm。在透射电镜中对转变后的单晶中的非晶纳米线进行断裂强度测试，非晶纳米线的断裂强度为9‑11GPa。非晶纳米线拉断后，卸载使得断裂的端面轻轻接触，在透射电镜真空腔中等待16‑25min进行纳米线的自愈合。透射电镜原位表征发现愈合的断口处发生了原子扩散，在非晶中发现了重结晶。本发明提供一种碳化硅非晶纳米线拉断后无需外部介入实现自愈合的方法。

主权项

一种碳化硅非晶纳米线拉断后的自愈合方法，无需外部介入实现了非晶纳米线的自愈合，其特征在于：(1)碳化硅单晶纳米线，直径为92‑120nm；(2)羊毫毛笔的尾端固定在一台光学显微镜的移动平台上，另一端用一根羊毫在另一台光学显微镜下移动和转移放在其移动平台上的单晶纳米线，将其放到透射电镜原位力学测试系统的微测试装置上；(3)纳米线的两端用导电银胶固定在微测试装置上；(4)将微测试装置安装到透射电镜的原位纳米力学测试系统上，在透射电镜中用电子束照射单晶纳米线的局部进行非晶化转变，电子束照射的密度为45‑55A/cm2，照射时间为55‑70min，转变后单晶中的非晶长度为60‑100nm；(5)在透射电镜中对转变后的单晶中的非晶纳米线进行断裂强度测试，用位移控制模式，加载速率为1‑10nm/s，位移为0‑220nm；(6)非晶纳米线的断裂强度为9‑11GPa；(7)非晶纳米线拉断后，卸载使得断裂的端面轻轻接触，端面载荷为0，关闭电子束，在透射电镜真空腔中等待16‑25min进行纳米线的自愈合；(8)自愈合后，在透射电镜中对纳米线进行二次断裂强度测试，用位移控制模式，加载速率为1‑10nm/s，位移为0‑220nm；(9)透射电镜原位表征发现愈合的断口处发生原子扩散，在非晶中发现重结晶，使得愈合后的断口的强度高于非晶，自愈合后再次拉断的断口位置与愈合前的断口不在同一个地方；(10)自愈合后的非晶纳米线的断裂强度为6‑8GPa，断裂强度恢复率为50‑70％。