碳-氮化硅納米復合材料的制備演示課件

1、....1論文答辯題目：碳氮化硅納米復合材料的制備答辯者：專業(yè)：材化11答辯日期：指導教師：....2答辯內(nèi)容一、研究背景二、實驗內(nèi)容三、實驗結(jié)果與討論四、結(jié)論....3一、研究背景氮化硅納米線屬于陶瓷纖維，具有質(zhì)輕、耐高溫、耐機械震動以及良好的熱穩(wěn)定性能和化學穩(wěn)定性等優(yōu)點，應用領(lǐng)域廣泛。但其固有的缺點有強度差、耐磨性弱、脆性等，為克服這些缺陷而進一步擴大氮化硅陶瓷的應用領(lǐng)域，研發(fā)新的優(yōu)異的制備技術(shù)和改性技術(shù)改善或提高Si3N4納米線的

2、性能具有重要意義。針對表面修飾材質(zhì)大部分來源少、價格高、污染較大，不適合今后的持續(xù)開發(fā)，應尋找一種來源廣、價格低廉、污染少或無污染且對Si3N4納米線的性能發(fā)揮無影響的表面修飾材質(zhì)。....4碳是一種常用的表面修飾或包覆材質(zhì)，其來源廣、綠色節(jié)能。本課題對碳修飾的Si3N4納米線進行了制備。希望通過初步表征推測碳對Si3N4納米線的包覆效果和改良效果；也希望通過探討碳作為Si3N4納米線表面修飾材料的合理性。本實驗所制備的改性Si3N4納

3、米線，在其諸多固有的缺陷上均可能有較好改良效果，如納米線的分散性、耐磨性、穩(wěn)定性、強度、抗拉抗彎性，還有導電性等。這對拓寬Si3N4納米線的應用領(lǐng)域?qū)兄卮蟮囊饬x。....51、制備裝置二、實驗內(nèi)容....62、制備過程可大致分為三個步驟：1.溶膠凝膠法制備碳硅凝膠前軀體。原料：正硅酸乙酯（TEOS）和蔗糖。2.碳熱還原氮化法制備氮化硅納米線。3.化學氣相沉積法對納米線表面沉積碳得CSi3N4。(研究沉積溫度800℃和900℃的樣品。

4、)后兩步的實驗裝置均為上圖所示。....7三、實驗結(jié)果與討論....8圖2.沉積溫度為800℃和900℃的比較和900℃計算峰2θ=22.5左右為無定型碳的峰包，說明產(chǎn)品中含有碳材料。碳的沉積影響了納米線晶體的正常衍射，初步推測碳修飾了納米線，但沒有改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)。峰包大小、峰強3.1XRD分析....9計算峰的最終整合表表格說明：采用由各峰所計算的晶粒度的平均方差s2，作為晶粒度的分散性，對包碳效果的分析具有一定的參考價值。沉積溫度對兩

5、晶相影響不同：晶粒度及其分布....10圖3.不同沉積溫度下和不同放大倍數(shù)下的SEM圖像:a.800℃，b.900℃纖維表面粗糙程度初步觀察碳的存在形式和沉積效果。3.2SEM分析....11圖4.不同沉積溫度下的TEM圖像:c.800℃，d.900℃根據(jù)圖像襯度進一步推斷碳沉積效果3.3TEM分析....12四、結(jié)論本實驗使用由溶膠凝膠碳熱還原的方法制備的Si3N4納米線樣品，采用化學氣相沉積法對其表面進行碳修飾，通過對該材料進行表征

6、，探究了沉積溫度對該材料的影響。主要得出以下結(jié)論：(1)本實驗條件下可以對Si3N4納米線表面進行附碳，制得碳修飾的Si3N4納米線，結(jié)構(gòu)為無定型納米碳附于Si3N4納米線表面。(2)沉積樣品中納米線直徑為100nm左右，長度約為幾十μm，納米線無序分布，單根纖維直徑均勻。碳沉積反應只對Si3N4納米線表面進行了附碳，沒有改變晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。納米線樣品中存在長度約為0.6μm左右的短棒狀βSi3N4晶須，制備物質(zhì)可能具有一定的自增韌基礎(chǔ)