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热蒸发法碳化硅纳米晶须阵列的合成与表征
  • ISSN号:1000-3851
  • 期刊名称:《复合材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程] TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]浙江大学材料科学与工程系,杭州310027, [2]浙江理工大学材料工程中心,杭州310018
  • 相关基金:教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20030335057) 国家自然科学基金(50472059)
中文摘要:

在1600℃不同真空度下,采用热蒸发硅的方法,在石墨基板和聚丙烯腈(PAN)炭纤维两种碳源基体原位生长具有一定取向的碳化硅纳米晶须——垂直于石墨片表面森林状和试管刷状碳化硅纳米晶须阵列。通过X射线衍射及场发射扫描电镜,发现晶须为3C-SiC,直径约100 nm,长度约50μm。炭纤维表面的产物顶端多为针尖状,而石墨片表面的产物多为六方棱柱状。因其纳米尺寸效应,在380 nm波长的光激发下,所制晶须在波长为468 nm附近出现光致发光峰。透射电镜、多点衍射电子衍射图表明,所制得的3C-SiC晶须为单晶,其生长方向为3C-SiC的[111]方向。基于反应过程中硅熔体与碳源分离的事实,讨论了3C-SiC晶须阵列生长的气固反应机理。

英文摘要:

SiC whiskers arrays were prepared by thermal evaporation of Si onto two carbon templates: graphite plate and PAN-carbon fiber at 1600℃ in different levels of vacuum. The XRD analyses and FESEM observations reveal that the products are 3C-SiC whisker arrays: whisker forests standing on the graphite plate and tube brush shaped whisker arrays around the carbon fibers, respectively. The dimensions of the whiskers grown on the two templates are about 100 nm in diameter and 50 tzm in length. Due to the quantum confinement effect of nano-materials, a photoluminescence peak locating around 468 nm is observed under 380 nm excitation at room temperature. The multi-place selected area electron diffraction (SAED) demonstrates that the SiC whiskers are single crystals, growing in [111] direction. Based on the fact that the silicon melt and carbon templates were separated throughout the whole process, the vapor-solid reaction growth mechanism of the SiC whiskers is discussed.

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期刊信息
  • 《复合材料学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:北京航空航天大学 中国复合材料学会
  • 主编:益小苏
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:
  • 电话:010-82316907
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3851
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1801/TB
  • 邮发代号:80-413
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17731