[发明专利]一种珠串状SiC/SiO2

说明书

本发明公开了一种珠串状SiC/SiO₂异质结构及其合成方法。本发明珠串状SiC/SiO₂异质结构由包括SiC纳米线内芯、包裹在SiC纳米线内芯上的SiO₂包覆层，以及排列分布的、与SiO₂包覆层及SiC纳米线内芯同轴心的SiO₂球组成。本发明合成方法通过球磨、烧结得到SiC‑Si陶瓷复合粉体，再通过进一步烧结，在SiC‑Si陶瓷复合粉体表面原位合成得到所述珠串状SiC/SiO₂异质结构。本发明的合成方法工艺简单、稳定，成本低，高效，可实现大规模工业化生产，而且可通过调整制备工艺对珠串状SiC/SiO₂异质结构的形貌和尺寸进行控制。

技术领域

本发明涉及SiC/SiO₂异质结构制备技术领域，具体涉及一种珠串状SiC/SiO₂异质结构及其合成方法。

背景技术

SiC/SiO₂异质结构是人们广泛研究的一类微纳米材料，具有优异的物理化学性能，如力学强度高、热传导性能好、热稳定性好、带隙宽等。在先进纳米复合材料、高温电子器件、微电子和光电子器件、场发射显示以及传感器等方面有着广泛的应用。

目前，SiC/SiO₂异质结构的制备方法主要包括微波法、模板法、碳热还原法、化学气相沉积法等。文献“Wei J, Li K, Chen J, et al. Synthesis and Growth Mechanismof SiC/SiO₂ Nanochains Heterostructure by Catalyst-Free Chemical VaporDeposition[J]. Journal of the American Ceramic Society, 2013, 96(2):627-633”中报道了一种利用化学气相沉积制备SiC/SiO₂纳米链异质结构的方法。具体工艺是：采用高纯Si粉和SiO₂粉为原料，按照摩尔比1:1.3球磨混合得到混合粉料，将该混合粉料装入陶瓷舟中，并用多孔石墨片覆盖；再采用WO₃粉和C粉按照摩尔比1:5充分混合，装入陶瓷舟中，一起置于石英管式炉中。然后在氩气流量为25 sccm的条件下，逐渐加热石英管至1280℃并保温70 min后缓慢冷却至室温。在多孔石墨片上得到了少量呈纳米链状的SiC/SiO₂异质结构沉积产物。

然而上述方法存在以下不足：制备过程复杂、要求控制精准度高（如气体流量、两种前驱体在管式炉中所处的位置等）、工艺不稳定；前驱体采用的氧化钨原料价格昂贵，制备成本高；合成的SiC/SiO₂纳米链异质结构产率低，仅仅是沉积副产物，且无法实现其形貌和尺寸的可控性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种珠串状SiC/SiO₂异质结构。该珠串状SiC/SiO₂异质结构由包括SiC纳米线内芯、包裹在SiC纳米线内芯上的SiO₂包覆层，以及排列分布的、与SiO₂包覆层及SiC纳米线内芯同轴心的SiO₂球组成。

本发明的目的还在于提供所述的一种珠串状SiC/SiO₂异质结构的合成方法。该方法通过球磨、烧结得到SiC-Si陶瓷复合粉体，再通过进一步烧结，在SiC-Si陶瓷复合粉体表面原位合成得到所述珠串状SiC/SiO₂异质结构。该合成方法工艺简单、低成本、高效，制备得到大量的珠串状SiC/SiO₂异质结构，而且可通过调整制备工艺对珠串状SiC/SiO₂异质结构的形貌和尺寸进行控制。

本发明的目的通过如下技术方案实现。