纳米碳化硅粉体的制备方法简述

中国粉体网讯  纳米碳化硅材料具有高的热传导率、低的热膨胀系数、高的机械性能、好的热性能和化学稳定性，另外还具有耐腐蚀和抗氧化等特点，在汽车、化工、石油钻探、雷达、高温的辐射等环境中应用广泛。

纳米碳化硅粉体的制备方法有很多种，目前应用较多的有溶胶－凝胶法、激光诱导气相反应合成法、热化学气相反应法、碳热还原法、等离子体法、微波加热法等。

1、溶胶－凝胶法

溶胶－凝胶法是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料。

溶胶－凝胶法合成的温度较低、制备的粉体纯度高并且均匀性较好，具有成本低廉、工艺简单等特点，但水的加入量应严格计算后适量加入，而且在碱性环境中水解制得的碳化硅粉团聚程度高。

2、激光诱导气相反应合成法

激光诱导气相反应合成法是利用激光来激发和活化反应物，制备合成较高质量纳米材料的一种方法。比如利用双反应室激光气相合成装置，以乙炔、硅烷和六甲基二硅胺烷为原料，制备了粒径20～30nm的碳化硅材料。此方法制作工艺精确，纳米粉体呈球形，无严重团聚，但要求仪器精密度高，技术要求较高。

3、热化学气相反应法（CVD法）

热化学气相反应法，又称化学气相沉积法。在此方法中，反应物在气相状态下反应，新生成的纳米粉体首先成核再长大。反应产物在高温下呈气态，产生过饱和蒸气压，在这种条件下，产物就会自动凝聚成核，随后形成的核不断长大，在一定温度下即可结晶为微小晶体，随着反应的进行，生成的粉体到达低温区域，最后到达收集室，即可得到纳米粉体。采用这种方法制备纳米粉体有很多影响因素，包括反应物的浓度、载气气流的流速、反应温度等，最终确定制备高品位纳米粉体所需的最佳工艺条件。

4、碳热还原法

碳热还原法是一种在一定温度下以无机碳为还原剂进行氧化还原反应的方法。这种方法通过调整反应物种类、加热方式、加热温度和保温时间等参数，促进反应动力学，最终制备出纯度较高、粒度较小的粉体。由于原料成本低、反应要求简单，利于进行大规模生产。

5、等离子体法

等离子体是物质存在的第4种状态，它是由电离的导电气体组成。原料的微粒在此状态下通过相互作用可以很快获得高温和高焓。由于反应物的微粒具有很强的化学活性，在一定条件下就可以得到较理想的产物颗粒。等离子体反应法将难以进行的固－固反应转化为较易进行的气－气反应。缺点是反应气体容易腐蚀电极，反应产物的纯度和质量就会下降。总的来说，等离子体法是合成超细粉末的一种比较实用可行的方法，此方法的研究和利用对材料科学的发展将产生重大影响。

6、微波加热法

微波烧结是一种加热快速、加热均匀、热效率高、并且有应用前景的陶瓷烧结新工艺。微波加热具有整体加热、加热均匀和加热速率快的优点，可以显著降低能耗。

有关碳化硅纳米材料的制备方法研究已取得突破性进展，但是依然面临许多问题。各种方法在工业生产方面的优劣势，对实际生产有重要指导意义，对其弊端，要继续加强研究，完善工艺过程，以期得到理想的纳米碳化硅材料。

参考来源：

郝斌.碳化硅纳米材料制备方法研究进展

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