[发明专利]一种制备单排有序纳米带的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体是一种制备单排有序纳米带的方法。

背景技术

共晶反应是指在一定的温度下，一定成分的液体同时结晶出两种一定 成分的固相的反应。例如含碳量为2.11-6.69％的铁碳合金，在1148摄氏度 的恒温下发生共晶反应，产物是奥氏体(固态)和渗碳体(固态)的机械混合 物，称为″莱氏体″。在合金相图上，发生这个反应在图上表现为一点，那 个点就是共晶点。一种液相在恒温下同时结晶出两种固相的反应叫做共晶 反应。所生成的两相混合物叫共晶体。最简单的共晶反应是在二元合金系 统中，具有共晶成分的液体L，在共晶温度下同时凝固形成两固体相a和刀 共晶组织。通常用公式L禅a+刀表示。在此共晶反应温度下，出现L、a及 刀三相共存。以此方式凝固的合金为共晶合金。偏离共晶成分的合金组织 为亚共晶或过共晶。

发明内容

本发明提供了一种制备单排有序纳米带的方法，所制备的纳米带的二元共 晶合金相互均匀排列，且呈片状生长，且制备方法简单，易操作。

本发明的技术方案为：

一种制备单排有序纳米带的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将可生长成为层片状共晶体的二元共晶合金的两种材料按其二元共晶 相图上共晶点的重量百分比进行配比，然后混合加热熔化，然后混合后的合金材 料在室温下冷却凝固，制得共晶成分的合金；

(2)、将共晶成分的合金通过线切割机线切割成六方体样品，然后六方体合 金的表面进行打磨、抛光处理；

(3)、将抛光后的六方体合金采用化学浸蚀的方法，确定层片状共晶合金的 片状生长方向；

(4)、将抛光后的六方体合金沿着确定后的层片状共晶合金的片状生长方向 进行表面定向纳米切片处理形成两种材料相互平行排列的单排有序纳米带，切片 的厚度为1-1000nm。

所述的制备单排有序纳米带的方法，其特征在于：所述的两种材料可以无限 互溶；在共晶点温度以下，二元共晶合金由液相转变为固相，发生共晶转变，形 成二种成分互不相溶，并且各自以层片状结构相互平行生长的固体，得到层片状 共晶体。

所述的制备单排有序纳米带的方法，其特征在于：所述的可生长成为层片状 共晶体的二元共晶合金的两种材料是指Au-Si，或Ag-Cu、Sn-Pb、Ag-Si。

本发明所制备的纳米带的二元共晶合金相互均匀排列，且呈片状生长，且制 备方法简单，易操作。

附图说明

图1是Au-Si二元合金的相图。

图2是本发明所述的六方体合金的结构示意图。

图3是本发明所制备的单排有序纳米带的结构示意图。

图4是金带与硅带相互平行排列的单排有序纳米带低倍电镜透射图。

图5是金带与硅带相互平行排列的单排有序纳米带高倍电镜透射图。

具体实施方式

金(Au)带与硅(Si)带相互平行排列的单排有序纳米带的制备方法：

(1)、将二元共晶合金材料Au-Si，其中，按重量百分比计算，Au的含量为 96.84％，Si的含量为3.16％，然后混合加热熔化，然后混合后的金属材料在室温 下冷却凝固，得共晶成分的合金；

(2)、将共晶成分的合金通过线切割机线切割成六方体样品，然后六方体合 金的表面进行打磨、抛光处理；

(3)、将抛光后的六方体合金采用化学浸蚀的方法，确定层片状共晶合金的 片状生长方向(X向或者Y向，见图2)；

(4)、将抛光后的六方体合金沿着确定后的层片状共晶合金的片状生长方向 (X向或者Y向，见图2)进行表面定向纳米切片处理形成金带与硅带相互平行 排列的单排有序纳米带，切片的厚度为1-1000nm。

此种方法，可用于制备金属-半导体结构的单排有序纳米带，如Au-Si，Ag-Si 等，也可以用于制备金属-金属结构的单排有序纳米带，如Ag-Cu，Sn-Pb等。