[发明专利]一种碳化硅晶须的制备方法及相关应用

摘要

该发明公开了一种纳米SiC晶须的制备方法，具有高达100％的晶须产率。工艺原料为商业碳源和稻壳白灰的均匀混合物。在惰性气氛中将该混合物加热到高温(1500℃)，并且在该温度下保温一段时间。反应后，产物主要是β-SiC纳米晶须(光滑表面或者表面有小颗粒而呈串珠结构)。将反应产物在空气中加热到700℃，保温(120分钟)除去残余的碳元素，以得到高纯度的SiC晶须产品。所得SiC晶须直径为200nm到400nm，长度为数十微米。SiC的一系列优异的性质使其具有广泛的应用，例如用于复合材料中的增强相，以及在热流体中用于增加热传递系数。本发明中，串珠结构的SiC晶须用于复合材料的增强，比起传统的光滑纤维效果更加明显；SiC晶须对于热流体的热传递系数有大幅度提高。

主权项

生产纳米SiC晶须的工艺，包括以下几个步骤：(1)将稻壳在空气中热处理，以除去碳元素，制得白灰。处理温度在500℃到800℃之间为宜；(2)将白灰和商业碳源均匀混合在一起；(3)在一定的压力下(0～1000MPa)将上述混合物压制成一定的形状的坯体(柱状，盘状、块状等)；(4)将上述坯体放置到热处理气氛炉中，升高到一个比较高的温度(1200℃到1700℃)，并且在高温处恒温一定时间(0～200分钟)，然后冷却至室温。整个热处理过程有惰性气氛保护反应物；(5)从炉子里收集反应产物，即SiC晶须；(6)经反应产物在空气中热处理(600～800℃)以纯化产品。