最近，一項技術突破誕生在中國科學技術大學錢逸泰院士領導的納米材料研究組。不同于以往的高溫反應制備氮化硅粉體技術，該研究組發(fā)明了一種低溫制備α-Si3N4納米粉的新方法。

    氮化硅是一種重要的高溫結構陶瓷材料，由于具有耐高溫、化學穩(wěn)定性好、強度高、硬度大、耐磨損、抗沖擊、抗腐蝕、質量輕和導熱性能好等優(yōu)點，在機械、電子、化工、航空航天等眾多領域有廣泛應用，市場容量很大。

    傳統(tǒng)Si3N4陶瓷由大顆粒、多相粉體制成，因而脆性大、均勻性差、可靠性低、韌性和強度較差，在應用上受到了較大的限制。納米Si3N4粉體在微結構層次上控制陶瓷成分、結構和性能。因粒徑極小、比表面積和化學活性大，可顯著降低Si3N4陶瓷的燒結致密化程度和節(jié)約能源，燒成收縮一致且晶粒均勻，缺陷小，所制成的結構部件的強度和可靠性也較高，并能有效地克服脆性，提高柔韌性和可加工性能。

    氮化硅粉體一般是在1500～1550 ℃下通過高溫碳熱還原SiO2來制備， 或者用N2氣在1200～1400 ℃下與硅粉反應制得。目前國內采用等離子弧氣相合成或二氧化碳激光誘導制備納米氮化硅陶瓷粉體，但工藝不成熟、制備費用比較高，產品成本難以控制。

    該發(fā)明采用液固相置換反應，并借助于低溫熔鹽的分解、分散作用，在相對較低的反應溫度下（500℃）成功地實現(xiàn)了納米α-Si3N4的合成。產物通過簡單的水洗、過濾和干燥，即得純凈的白色納米α－氮化硅粉，顆粒為10-70nm。本項技術路線原材料易得、反應容積利用率大，Si3N4收率大于95%，產品物相單一且純度高，反應條件溫和，適于工業(yè)化生產。采用類似的技術路線和相同設備，通過調整工藝參數(shù)，還可以制備SiC和一系列過渡金屬（如Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Fe、Co、Ni等）和稀土金屬（如Y、La、Pr、Nd等）硅化物的納米、超細多晶粉末。

聯(lián)系人：谷云樂 錢逸泰 電話：0551-3607234
通訊地址：安徽省，合肥市，中國科學技術大學化學系
郵政編碼：230026 傳真：0551-3607402
E-mail:ylgu@mail.ustc.edu.cn