SiC和Si3N4纳米陶瓷粉体备技术.pdfVIP

维普资讯 第24卷第5期 硅 酸 盐 学 报 VoI．24，No．5 1996年 1O月 JOURNALOFTHECHINESECERAM ICSOC,IETY Octo~ r，1996 际 1 、 ．．．．、．．．．一 SiC和 si。N 纳米陶瓷粉体制备技术 一 黄政仁 江东壳 — — — — — 一 — — ～ (中国科学院上海硅酸盐研究所) 7 f7 ，j一 f、摘 要 纳米材料科学是近年来兴起的新的科学领域．纳米粉体的制备则是纳米材料研究的主要方面 丰文比较详细地介 …件 … 戳 ．鼢…… 噬 纳米材料科学是近年来 刚刚兴起的新 的科学领域。1981年，原西藩 Searlands大学的 Gleiter教授 首先注意到这样一个事实 ：对于纳米晶块体材料，同与之相对应的大晶粒尺寸材 料 相 比．其界面原子所 占体积百分 比非常高，从而可能拥有不同于大晶粒 尺寸材料的性 能 s。1984年 ，Gleiter教授采用惰性气体气相沉积和原位加压成型法，制备出了具有清洁 界面的Fe，Pd等纳米晶金属材料E6]；1987年，美国Argonne国家实验室的Siegels博士 采 用同样的方法制备出纳米晶TiO ，在室温下具有高韧、高硬度等性 能。1990年 2月和 1994年 10月，第一次和第二次国际纳米材料会议分别在美国遭尔基摩和禧国斯图加特举行 ，证 明纳 米材料科学 已成为材料科学和凝聚态物理领域的热点。 一 般而言，纳米材料可以分为两个层次 ：具有纳米尺寸的粉体材料和由纳米晶粒聚集而 成的体材料 。纳米材料 由于其结构的特殊性 ，从而有可能产生一系列新的效应，如界面效应 和量子效应 【”等 ，可能导致材料性能的重大改进 ，甚至出现材料在微米晶粒尺寸时所不具 备的性能，从而决定了纳米材料研究在材料研究领域中的重要地位 。而纳米尺寸粉体 由于其 小尺寸所带来的各种效应及其大的比表面等 ，可能会出现许多原来大尺寸粉体所不具备或不 明显的光、电、磁、催化、冶金性能 ” 等。比如一些原本不相熔的金属或聚合物在纳米状 态下．可能形成新的合金 ，提供新的性能，从而带来许多新的应用 ；同时由于大多数纳米晶 块体材料的制备技术是由粉体到体材料，因此 ，纳米粉体的制备是纳米材料研究的主要方面。 1995年 3月 29 日收到 通讯联系人：黄政仁，中国科学院上海硅酸盐研究所， 海 ZOO050 570 维普资讯 常用的纳米粉体制备方法按照常规分类可以分为固相法、渣相法、气相法等。通过这些方法 可 以制备出各种具有纳米尺寸的金属粉体、氧化物陶瓷粉体和碳化物、氮化物等非氧化物陶 瓷粉体 。本文主要着重具体介绍热化学气相反应法 、激光诱导化学气相沉积法 、等离子气相 合成法 、溶胶一凝胶等制备碳化物 、氮化物纳米尺寸粉体的工艺 。 E i＼ u已 2 碳化硅及氮化硅纳米粉体制备工艺 2．1 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 (chemicalvapordeposition，CVD法)。该方法应 用非常广泛 ，可以用来制备粉体、晶须、纤维 、薄膜和体材料等，近 20年来主要应用在半导 体薄膜技术上。随着纳米材料研究的深入 ，现 已成为制备纳米粉体和薄膜的主要技术