[发明专利]碳化硅纳米线‑石墨复合阴极及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅纳米线-石墨复合阴极，其特征在于，所述碳化硅纳米线-石墨复合阴极是由石墨阴极坯体和碳化硅纳米线组成，所述碳化硅纳米线原位生长且均匀分布于所述石墨阴极坯体的刃口部位。

2.根据权利要求1所述的碳化硅纳米线-石墨复合阴极，其特征在于，所述石墨阴极坯体是由石油焦石墨、鳞片石墨、炭黑中的一种或多种构成。

3.根据权利要求1或2所述的碳化硅纳米线-石墨复合阴极，其特征在于，所述石墨阴极坯体的形状为环状或者平板状；所述碳化硅纳米线的直径为100nm～600nm，长径比为100～2000。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的碳化硅纳米线-石墨复合阴极的制备方法，包括以下步骤：

（1）以Si粉和SiC粉的混合物或者Si粉为硅源，以石墨阴极坯体为碳化硅纳米线生长的基体，将所述硅源和所述石墨阴极坯体置于一反应容器中，使所述石墨阴极坯体的刃口部位靠近硅源；

（2）将上述放置有硅源和石墨阴极坯体的反应容器置于烧结炉中，先抽真空至炉内气压不大于50Pa，然后通入惰性气体，再加热升温至1300℃～1500℃，经保温后，降温至室温，得到碳化硅纳米线-石墨复合阴极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述Si粉和SiC粉的混合物中Si粉的含量为10wt%～100wt%，其余为SiC粉。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述加热升温的速率为2℃/min～5℃/min，所述保温的时间为0.5h～2h。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述降温过程包括先以2℃/min～5℃/min的降温速率降温至400℃，再自然冷却至室温。

8.根据权利要求4～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述石墨阴极坯体是由石墨块体经机械加工制备得到。

9.根据权利要求4～6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述反应容器为石墨坩锅；所述步骤（2）中，所述烧结炉为真空碳管烧结炉。