資源描述：
《sibcn系低維納米材料制備與表征》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要Si—B．C—N系化合物既是優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料又是性能優(yōu)異的功能材料，具有寬帶隙、高強(qiáng)度、低密度、耐高溫、高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)以及良好的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性等一系列優(yōu)良性能，在微電子、機(jī)械、核動力工程等許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)塊體材料相比，納米材料具有特殊的物理和化學(xué)性能并在許多領(lǐng)域展示出潛在的重要應(yīng)用前景。因此，對納米Si3N4、BN、SiC等材料的合成和形成機(jī)理進(jìn)行深入的研究，具有重要的實(shí)用價值和理論意義。本研究詣在探索制備Si3N4、BN、SiC等納米材料的有效途徑和簡便方法。利用直接化學(xué)反應(yīng)法，不借助其它溶劑，在高壓反應(yīng)釜內(nèi)于較低的溫度下成功
2、制備出Si3I',／4、BN、SiC、C等納米晶。利用X射線衍射(XRD)、x射線光電子能譜(XPS)、傅立葉變換紅外吸收譜(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)以及光致發(fā)光光譜(PL)等分析手段對合成樣品的成分、結(jié)構(gòu)、形貌以及發(fā)光性能進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，并對其形成機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。，主要內(nèi)容和結(jié)論如下：以SiCl4和NaN3為原料在480℃成功合成了si3N4納米棒、納米顆粒等納米晶。合成的Si3N4是a一與p-Si3N4的混合相，晶化良好。，其中Si3N4納米棒為D-Si3N4，直徑大小約為50nm，長度為lum左右
3、。納米顆粒大小介于70--200nm。研究了合成溫度對產(chǎn)物組成和形貌的影響，并討論了Si3N4納米晶的形成過程和機(jī)理。在NaN3適當(dāng)過量的情況下，NaN3和SiCl4于100℃低溫下反應(yīng)形成了樹枝狀氮化硅納米晶。該樹枝晶為單晶結(jié)構(gòu)，分枝與主干垂直。研究了反應(yīng)溫度和組分對樹枝晶形成的影響，并討論了樹枝狀氮化硅的形成過程和機(jī)理。結(jié)果表明：適當(dāng)過量的NaN3和較低的反應(yīng)溫度是得到氮化硅樹枝晶的重要條件。在少量CCl4存在的情況下，通過SiCl4和NaN3反應(yīng)，首次于200℃的較低溫度下直接合成了單一的B—Si3N4相。XRD、HRTEM和XPS實(shí)驗(yàn)證實(shí)：合成的Si
4、3N4為晶化良好的純B．Si3N4，主要形貌為短棒狀。簡要討論了純山東大學(xué)博士學(xué)位論文p．Si3N4的形成機(jī)理并分析了CCl4在單一相p．Si3N4的形成過程中的作用。以NIl4BF4和NaN3為原料，在550℃的較低溫度下合成出BN納米籠、納米管等。納米籠大部分呈類空心球狀，空心球尺寸差異較大，直徑介于50nm．1um，壁厚為10-30nm。納米籠在合成樣品中的比率為50．60％。通過對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析并參考相關(guān)文獻(xiàn)，討論了氮化硼納米籠的形成機(jī)理。光致發(fā)光性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：合成出的氮化硼樣品的室溫光致發(fā)光譜為一寬發(fā)光帶，波長范圍在300一550nm，發(fā)光峰
5、位于415nm。以SiCh和CaC2為原料在380℃的較低溫度下成功地制備出B—SiC納米空心球?？招那虻闹睆椒秶橛?0一80nm之間，壁厚為5—10rim，產(chǎn)率約為80％。討論了空心球的形成機(jī)理以及反應(yīng)溫度對產(chǎn)物形貌的影響。CaC2在SiC空心球的形成過程中扮演了重要角色。其室溫PL譜為一波長范圍介于400--600hm的寬發(fā)光帶，峰位在438nm。與傳統(tǒng)的塊體SiC相比，其發(fā)光峰呈現(xiàn)明顯的藍(lán)移，發(fā)光強(qiáng)度明顯增大。以CaC。和TiCl。為原料于350℃成功制各了碳納米帶。納米帶寬度大約60--80hm，長度可達(dá)幾個微米。以CaC：和CCl。為反應(yīng)物，在5
6、50℃溫度下合成出碳納米環(huán)。納米環(huán)的環(huán)壁為2—6個納米，直徑大約為15--40nm不等。對碳納米帶和納米環(huán)的形成機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。此方法是一種全新的碳納米材料制備途徑。由于兩種反應(yīng)物同時作為碳源，碳納米材料的產(chǎn)率很高；同時還具有合成工藝簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，有很好的發(fā)展與應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：低維納米結(jié)構(gòu)：Si—B—C—N：合成；微觀結(jié)構(gòu)；合成機(jī)理VAbstractInorganiccompoundsinSi-·B-C-Nsystemaresomeofthemostoutstandingmaterialswithwidebandgap，highstrengt
7、h，goodwear—resistance，lowfrictioncoefficientandexcellentthermalshockresistance．Thus，ithaswidetechnologicalapplicationsinmanyfields，suchascuttingtools，antifrictionbearings，turbochargerrotors，enginevalvesandelectronicdevice．Comparedtothetraditionalmaterials，nanomaterialshavesomenovel
8、physicalandchemicalpropert
