高溫下含硅氣相介質(zhì)與多壁碳納米管的作用機(jī)理

編號(hào)：NMJS03015

篇名：高溫下含硅氣相介質(zhì)與多壁碳納米管的作用機(jī)理

作者：羅明； 李亞偉； 桑紹柏； 金勝利； 趙雷；

關(guān)鍵詞：多壁碳納米管； 硅源； 涂層； 碳化硅納米線；

機(jī)構(gòu)： 武漢科技大學(xué)耐火材料與高溫陶瓷國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地；

摘要： 采用單質(zhì)硅粉、鋁粉和二氧化硅微粉(Al+SiO2),以及硅粉和二氧化硅微粉(Si+SiO2)作為3種不同硅源,在埋碳床中于1 000～1 500℃處理多壁碳納米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs),研究了不同含硅氣相介質(zhì)與MWCNTs的作用機(jī)理。結(jié)果表明:不同溫度條件下以Si為硅源時(shí),Si(g)分壓最高;Si+SiO2為硅源時(shí)SiO(g)分壓最高;而以Al+SiO2為硅源時(shí),SiO(g)和Si(g)分壓均最低。硅源決定了含硅氣相介質(zhì)與MWCNTs的作用機(jī)理:以Si為硅源時(shí),Si(g)在MWCNTs表面反應(yīng)并沉積,使得MWCNTs在1 400℃處理后表面出現(xiàn)2～4 nm厚的SiC涂層,在1 500℃時(shí),大部分MWCNTs轉(zhuǎn)化為實(shí)心SiC納米線;以Si+SiO2為硅源時(shí),SiO(g)不斷沉積,1 300℃處理后MWCNTs表面出現(xiàn)了無(wú)定形SiO2涂層,隨處理溫度升高,涂層厚度增加。在上述沉積過(guò)程中,含硅氣相介質(zhì)在MWCNTs頂端催化劑Ni中不斷發(fā)生溶解反應(yīng)并形成納米SiC晶粒。