[发明专利]高纯度高密度高产率Si3N4/SiO2同轴纳米电缆阵列的制备方法

摘要

本发明涉及一种高纯度、高密度、高产率的Si₃N₄/SiO₂同轴纳米电缆阵列的制备方法，属于材料制备技术领域。本发明采用热解有机前驱体在镀有金属催化剂的基片上合成Si₃N₄/SiO₂同轴纳米电缆阵列。含有步骤(1)高含氮量的聚硅氮烷在160-300℃下的低温交联固化，得到半透明的非晶SiCN固体；(2)交联固化后的非晶SiCN固体在高耐磨器具中的高能球磨、粉碎；(3)高能球磨后得到的前驱体粉末在含有一定量氧气的载气保护下的高温热解、蒸发，并在镀有金属催化剂薄膜的基片上沉积得到所述的结构。所述方法合成工艺和设备简单，工艺参数可控性强，成本低廉，所得Si₃N₄/SiO₂同轴纳米电缆生长有序，产量大、密度高、纯度高且直径分布均匀。所合成的同轴纳米电缆结构在原子力显微镜、近场光学显微镜、纳米力学探针和新型纳米复合材料增强剂等方面有广泛的应用前景。

主权项

1.高纯度、高密度、高产率Si3N4/SiO2同轴纳米电缆阵列的制备方法，其特征在于：所述方法通过热解有机前驱体在镀有催化剂的基片上合成Si3N4/SiO2同轴纳米电缆阵列，包括以下步骤：(1)高含氮量的聚硅氮烷，在高纯氮气、氩气或者氨气气氛下，在160-300℃下经催化或者无催化热交联固化0.5-2小时，得到半透明的SiCN的非晶固体；(2)将该半透明的SiCN非晶固体在玛瑙容器中捣碎，然后和高耐磨氧化锆磨球混合，在聚氨酯球磨罐中，在高能球磨机上研磨粉碎2-24小时，得到颗粒直径小于0.2μm非晶态SiCN粉末；(3)将0.1-5.0克的经球磨的交联固化后的前驱体粉末放置在刚玉坩埚底，将镀有催化剂的基片置于坩埚内粉末的上方2-20mm处，在氮气或者氨气保护下，以0.5℃/分钟到10℃/分钟的升温速率加热到1100-1450℃，并保温15分钟到4小时，即可在基片上得到大量高纯度、高密度的Si3N4/SiO2同轴纳米电缆阵列。