[发明专利]一种利用核壳结构纳米颗粒制备纳米晶碳化硅陶瓷的方法

权利要求书

1.一种利用核壳结构纳米颗粒制备纳米晶碳化硅陶瓷的方法，其特征在于，包括，制备碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒，再将制备得到的碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒与烧结助剂混合均匀后进行预处理得到碳化硅陶瓷粉体，随后将碳化硅陶瓷粉体进行高温烧结即得纳米晶碳化硅陶瓷；

所述碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒的制备方法为原位气相沉积法，具体包括以下步骤：

S1、将流化床反应器加热，同时通入流化气体；

S2、将前驱体蒸汽通过载带气体从流化床反应器底部进入，在流化床反应器内发生热解反应形成碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒，并在流化气体的作用下输运至流化床反应器顶部，通过负压装置吸出，收集即得；

所述前驱体为六甲基二硅烷，所述载带气体为氢气；

所述载带气体的流量为1 L/min，采用氢气为流化气体，氢气的流量为4 L/min，所述前驱体蒸汽发生热解反应的温区温度为1200℃；

或，所述载带气体的流量为1 L/min，采用氢气和氩气的混合气体为流化气体，氢气的流量为2 L/min，氩气的流量为2 L/min，所述前驱体蒸汽发生热解反应的温区温度为1300℃；

所述碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒与烧结助剂混合过程具体包括，按比例分别称取碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒和烧结助剂，加入到溶剂中超声分散后，在空气气氛下50-90 ℃下烘干2-12 h；

所述碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒的粒径为10-30 nm，且包覆在所述碳化硅表面的碳壳层的厚度小于2 nm；

所述烧结助剂为硼酸，以硼元素计，所述硼酸的加入量为所述碳化硅/碳核壳结构纳米颗粒的0.5-2 wt%；

所述预处理为在氩气气氛下，800-1000 ℃下处理1-4 h；

所述高温烧结为热压烧结或放电等离子烧结，烧结温度为1450-1900 ℃，烧结压力为10-50 MP a，烧结时间为1-120 min。

2.权利要求1所述方法制备得到的纳米晶碳化硅陶瓷，所述纳米晶碳化硅陶瓷的晶粒尺寸小于200 nm。

3.权利要求2所述的纳米晶碳化硅陶瓷在核燃料基体及包壳、核用结构件、高温结构部件和电子元器件领域的应用。