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【原創(chuàng)】粉體百科:碳化硅納米線


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中國(guó)粉體網(wǎng)訊  自從Iijima在1991年成功制備出碳納米管(CNTs)并發(fā)現(xiàn)其所具有的優(yōu)異的力學(xué)性能以來(lái),一維材料(1D)開(kāi)始吸引了各國(guó)科學(xué)家的注意,迅速成為了相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。一維材料指那些只有一個(gè)方向上的尺寸非納米尺度的材料,按照形狀的不同還可分為納米棒、納米線、晶須和納米纖維。碳化硅納米線(SiCNWs)就是一種一維材料。



碳化硅納米線直徑一般小于500nm、長(zhǎng)度可達(dá)上百μm,比碳化硅晶須有更高的長(zhǎng)徑比。碳化硅納米線在繼承了碳化硅塊體材料所擁有的各種力學(xué)性能的基礎(chǔ)上,還擁有許多低維材料獨(dú)有的性質(zhì)。單根SiCNWs的楊氏模量約為610~660GPa;抗彎強(qiáng)度可達(dá)53.4GPa,約為碳化硅晶須的兩倍;拉伸強(qiáng)度超過(guò)14GPa。并且研究人員還在掃描電鏡下發(fā)現(xiàn)了碳化硅納米線的超塑性現(xiàn)象。

除此之外,由于SiC本身屬于間接帶隙半導(dǎo)體材料,電子遷移率高。而且碳化硅納米線由于納米級(jí)尺寸原因,具有小尺寸效應(yīng),可以作為一種發(fā)光材料;同時(shí)SiCNWs也表現(xiàn)出了量子效應(yīng),可以作為一種半導(dǎo)體催化材料使用。在場(chǎng)發(fā)射領(lǐng)域、補(bǔ)強(qiáng)增韌材料、超級(jí)電容器、電磁波吸收器件等領(lǐng)域,碳化硅納米線都有其應(yīng)用潛力。

碳化硅納米線的制備方法主要包括:化學(xué)氣相沉積法、電弧放電法、模板生長(zhǎng)法、碳熱還原法、溶膠-凝膠法、前驅(qū)體熱解法、氣相滲硅法等。

實(shí)驗(yàn)上制備出來(lái)的SiC納米線廣泛存在大量的晶體缺陷,而材料微觀下原子的排列決定著實(shí)際的宏觀應(yīng)用,理解缺陷結(jié)構(gòu)亦或是不同微觀結(jié)構(gòu)對(duì)SiC納米線性能的影響是非常重要的,這有利于在生產(chǎn)中對(duì)SiC納米線的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),指導(dǎo)實(shí)踐的推進(jìn)。

參考資料:

劉洋濤:碳化硅納米線的制備及吸波性能研究

黃曉悅:碳包覆碳化硅納米線增強(qiáng)氧化鋁陶瓷復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究

燕文強(qiáng):碳涂層包覆碳化硅納米線增強(qiáng)碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究

梁健。禾蓟杓{米線的形成機(jī)制及其在Cf/SiC復(fù)合材料應(yīng)用的研究

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作者:平安

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