納米碳化硅材料具有高的熱傳導率、低的熱膨脹系數(shù)、高的機械性能、好的熱性能和化學穩(wěn)定性，另外還具有耐腐蝕和抗氧化等特點。而碳化硅晶須在韌性、彈性和硬度等性能方面尤其出眾，更是有著“晶須之王”的美譽。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

近年來，人們經(jīng)過理論計算，后經(jīng)實驗，結(jié)果都證明了在韌性、彈性和硬度等性能方面，碳化硅納米線都比碳化硅塊體和碳化硅晶須要高，所以人們對具有一維納米結(jié)構(gòu)的碳化硅產(chǎn)生了極大的興趣，具有納米結(jié)構(gòu)的碳化硅極有可能會成為一些材料的增強劑。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

目前碳化硅納米材料的制備方法主要有電弧放電法、熱解有機前軀體法、碳熱還原法、溶劑熱方法、氣相滲硅法、化學氣相反應(yīng)法、碳納米管模板生長法（又叫碳納米管限制反應(yīng)法）等。

電弧放電法

電弧放電的實質(zhì)是一種氣體放電的現(xiàn)象，是指在一定的條件下，兩極之間的氣體在空間能夠?qū)щ�，是一個由電能轉(zhuǎn)化為光能和熱能的過程。具體方法例如具體做法是以石墨為陰極，以碳化硅棒（含有鐵元素）為陽極，在低壓環(huán)境下即可電弧進行放電，反應(yīng)后就會得到碳化硅納米線。與此同時，陽極碳化硅由于自身電阻很大，在升溫過程會快速產(chǎn)生熱量，導致陽極的溫度比鐵的熔點還高，所以陽極的鐵就會熔化最終導致蒸發(fā)為氣體，對碳化硅納米線的生成和生長起到很大的催化作用。使用電弧放電法制備材料時，原材料便宜且容易得到，使用的設(shè)備較簡單，很有希望成為企業(yè)生產(chǎn)碳化硅納米線的方法。

熱解有機前軀體法

有研究者以聚碳硅烷為原料，在1200℃高溫下裂解制備了碳化硅納米線，并采用碳化硅納米線作為高功率微波源用陰極材料，進行了電子發(fā)射實驗。或者商用六甲基二硅烷為原料，在氬氣的保護下，以一定的加熱速度升溫加熱到一定溫度再保溫一定時間，隨后自然冷卻至室溫，最終會得到白色的羊毛狀碳化硅納米線。這種方法需要的原料廉價，反應(yīng)溫度低，反應(yīng)過程較簡單，不需要使用催化劑，碳化硅納米線的生成率較高。

碳熱還原法

碳熱還原法是一種在一定溫度下，以無機碳為還原劑進行氧化還原反應(yīng)的方法。碳熱還原法反應(yīng)溫度較低，可節(jié)省能源，相應(yīng)降低了工藝難度，在化工、冶金行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。

溶劑熱合成法

溶劑熱合成法是在水熱法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的中、低溫液相制備固體材料的一門技術(shù)。主要指把反應(yīng)物和溶劑（有機物或非水溶媒）放置于密閉體系內(nèi)（如高壓釜），加熱升溫到一定溫度即可得到產(chǎn)物的一種方法。溶劑熱合成法與水熱法在原理上很類似，用有機物或者非水溶媒代替水作溶劑，很大程度上拓寬了水熱法的使用范圍。

氣相滲硅法

氣相滲硅法是在高溫真空環(huán)境中用氣相Si對多孔C/C復合材料進行浸滲處理，使氣態(tài)Si在毛細作用下滲入C/C多孔體中，并與Ｃ組分發(fā)生反應(yīng)生成碳化硅基體。溫麗霞等利用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳化細菌纖維素為模板和碳源，細菌纖維素碳按一定比例與硅粉均勻混合，在不同溫度處理的惰性氣氛中，制備了碳化硅納米線。氣相滲硅法制備的材料具有組成可以調(diào)節(jié)，性能可以設(shè)計，加工容易等優(yōu)點。

懸浮法

有研究者利用金屬硅粉為硅源，石墨模具揮發(fā)的碳蒸氣為碳源，在N2氣氛下，硅粉的體積變大，堆積的密度就會減小，孔隙率變大，類似于懸浮態(tài)。之后再加熱至1600℃并保溫30min，反應(yīng)結(jié)束后可以在石墨收集器下得到類似板狀或棉絮狀的產(chǎn)物。經(jīng)XRD分析，產(chǎn)物中主要為碳化硅，還有少量未參與反應(yīng)的金屬Si。顯微形貌觀察產(chǎn)物為碳化硅納米線。

參考來源：

郝斌.碳化硅納米材料制備方法研究進展

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

注：圖片來源網(wǎng)絡(luò)，告知侵權(quán)刪除