學年論文碳化硅納米晶須的制備與應用

1、1學 年 論 文題目：碳化硅納米晶須的制備與應用 題目：碳化硅納米晶須的制備與應用學 生： 生： 學 號： 號： 院 （系）： （系）：材料科學與工程學院 材料科學與工程學院 專 業(yè)： 業(yè)： 材 料 化 學 指導教師： 指導教師： 2012 2012 年 06 06 月 28 28 日3分層加料法是以炭黑和微米級 SiO2 粉為原料，利用炭黑具有導電性的特 點，采用分層加

2、料法將粉料放入電場中直接加熱，對低能耗、低成本、大規(guī)模合成碳化硅晶須進行了初步探索。將炭黑和微米級 SiO2 粉按化學反應式: SiO2 (S)+ 3C(S)= SiC(S)+ 2CO(g)基本要求配料，質量百分比別為 2：3.4，2：3.2，2:3.0 的比例進行配料,試樣標記為 1 號, 2 號和 3 號,加金屬量為總料量 1%的鐵紅為催化劑, 分別在球磨罐中混 勻。第一批爐次取 2 號樣 8kg，第二批爐次取 1 號、2 號和 3

3、 號樣分別為 2kg、4kg、2kg 依次裝入直接加熱爐中，送電加熱升溫。試樣的合成溫度1100~1500℃。反應結束以爐內冒出的火焰無力為標志, 停電 32 小時后,將爐料 從爐內取出，直接加熱反應后的爐料分上部生料、中間晶須和下部晶粒。在直接加熱合成碳化硅晶須過程中，采用分層加料，通過改善爐料導電行為，產生如下效果:( 1)有利于爐子前期送電，減少后期對電器設備的苛刻要求和對電網的沖擊;( 2)有利于上部爐料先期生成的催化劑捕集氣體

4、 SiO(g)和 CO(g)進而生成 SiC;( 3)上部爐料先反應體積相對穩(wěn)定為晶須生長提供空間；( 4)上部爐料電阻小，可自發(fā)熱，提供能量促使反應進行，上部生料少，晶須生成率提高 21 個百分點;( 5)可提高直接加熱法合成碳化硅晶須效率。綜上所述,分層加料是直接加熱合成碳化硅晶須的有效方法。1.1.2 粉末電熱體加熱法 粉末電熱體加熱法[2]粉末電熱體加熱法是以炭黑、SiO2 微粉為原料, 用粉末電熱體加熱爐合成碳化硅晶須。將炭黑