[发明专利]一种蒸发固体原料制备碳化硅纳米粒子及其复合材料的方法

摘要

本发明涉及一种蒸发固体原料制备碳化硅纳米粒子及其复合材料的方法，属于纳米材料制备技术与应用领域。其特征是使用自动控制直流电弧等离子体设备，将固体原料即微米级硅粉和碳粉，按一定比例均匀混合并压制成块，将此作为阳极，石墨棒作为阴极，在一定比例的惰性气体、氢气的混合气氛中蒸发原料，获得单相碳化硅纳米粒子或多相复合材料。本发明的优点在于制备工艺简单，成本低廉、可规模化制备，可以实现产物中相组成及颗粒尺寸和形貌的控制。

主权项

一种蒸发固体原料制备碳化硅纳米粒子及其复合材料的方法，使用自动控制直流电弧等离子体设备，将固体原料即微米级硅粉和碳粉，按一定比例均匀混合并压制成块，将此作为阳极，石墨棒作为阴极，在惰性气体、氢气的混合气氛中蒸发原料，获得单相碳化硅纳米粒子及其多相复合材料；其特征包括以下步骤，(1)将微米级碳粉原料和硅粉原料混合均匀并研磨，在20MPa‑30MPa的压力下压制成块，放入石墨坩埚中作为阳极，石墨棒为阴极，调节两极间距在10～30mm；碳粉原料和硅粉原料的摩尔比为10∶1～1∶10；(2)将反应室抽真空，充入氢气和惰性气体；惰性气体与氢气的气压比为0∶1～5∶1；(3)将自动控制直流电弧金属纳米粉生产设备与冷却水系统相连接，接通电源并起弧，调节电流和两极间距，形成稳定的电弧；(4)在氢等离子体热源作用下，阳极蒸发为气相硅、碳原子态，形成原子团簇并凝聚成纳米粒子沉积于水冷的反应室内壁上，或随循环气流输送至捕集室内。待纳米粉体完全沉积后，经过钝化工艺后搜集粉体，并进行初步筛分。