22纳米碳化硅的制备方法及研究进展+
碳化硅制作工序
碳化硅制作工序
碳化硅制作工序包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择高纯度的硅和碳粉作为原料。
硅通常以硅粉或硅块的形式存在，而碳粉则可以通过碳化硅的回收利用或碳化剂与硅反应得到。
2. 混合和研磨：将硅和碳粉按照一定比例混合，并进行研磨以达到均匀混合的效果。
这一步骤旨在获得均匀的硅碳混合物。
3. 成型：将混合好的硅碳粉末放入模具中，然后进行压制。
常用的成型方法有压制成型、注射成型和挤压成型等。
4. 烧结：将成型好的硅碳坯体置于高温炉中进行烧结。
烧结温度一般在2000-2500摄氏度之间，并在惰性气氛下进行。
烧结过程中，硅和碳发生反应，生成碳化硅晶体。
5. 加工和整形：经过烧结的碳化硅坯体需要进行加工和整形，以获得所需的最终产品形状。
常见的加工方法包括切割、研磨、车削等。
6. 表面处理：根据具体需要，对碳化硅制品进行表面处理，如抛光、镀膜等。
7. 检验和包装：对制作好的碳化硅制品进行质量检验，确保产品符合要求。
然后进行包装和存储，准备发货或储存。
碳化硅生产工艺流程
碳化硅生产工艺流程碳化硅是一种重要的无机材料，广泛应用于电子、化工、冶金等领域。
其生产工艺流程主要包括原料准备、炉料制备、炭素化反应、物理处理和产品制取等步骤。
一、原料准备碳化硅的主要原料为高纯度的石墨和硅质原料。
石墨一般需要进行氧化、还原等处理，使其纯度达到要求。
硅质原料一般采用高纯度的二氧化硅或硅金属。
同时还需要准备一定量的助熔剂和添加剂，以提高碳化硅的性能。
二、炉料制备将高纯度的石墨和硅质原料按一定比例混合，并加入助熔剂和添加剂。
然后通过粉碎、混合、压制等步骤制备成炉料。
同时，需要进行炉料的筛选和质量检测，确保炉料的均匀性和质量。
三、炭素化反应将炉料装入电阻炉、高频感应炉或电弧炉等反应器中，通过加热至高温下进行炭素化反应。
炭素化反应是指在高温下，石墨碳和硅形成碳化物SiC的反应。
反应温度通常在2000-2500℃之间，反应时间较长，一般需要12-36小时。
在反应过程中，需要控制好反应温度、气氛和反应时间等参数，以确保反应的顺利进行。
四、物理处理炭化反应结束后，需要将反应产物进行冷却和分级处理。
首先将反应产物经过冷却设备冷却至室温。
然后进行粉碎、筛分和磁选等步骤，以得到所需要的粒度和纯度的碳化硅产品。
同时还需要对产物进行质量检测，以确保产品的合格率。
五、产品制取在物理处理后，还需要对碳化硅进行进一步的成型和烧结，以得到所需要的成品。
碳化硅可通过压制、注射成形、蒸汽沉积等工艺制成所需形状的产品。
然后将制好的成品放入烧结炉中，在高温下进行烧结，将碳化硅的颗粒互相结合，形成致密的块体。
烧结温度一般在2100-2300℃之间，烧结时间也较长。
烧结后的产品还需要进行表面处理和质量检测，以提高其性能和质量。
碳化硅生产工艺流程涉及到多个步骤和设备，需要掌握一定的化工和冶金技术，同时还需要严格控制各个环节的工艺参数，确保产品的质量和性能达到要求。
随着技术的不断进步和创新，碳化硅生产工艺也在不断改进和优化，以提高产品的品质和生产效率。
碳化硅工艺
碳化硅工艺碳化硅工艺是一种常用的制备碳化硅材料的方法，它具有高温稳定性、耐腐蚀性和高硬度等优点，被广泛应用于电子、光学和化学等领域。
一、碳化硅的特性碳化硅是一种由碳和硅元素构成的化合物，具有许多独特的特性。
首先，碳化硅具有高温稳定性，能够在高温环境下保持其物理和化学性质的稳定。
其次，碳化硅具有优异的机械性能，硬度高且耐磨损，可以抵抗高压和高速运动。
此外，碳化硅还具有良好的热导率和电绝缘性能，广泛应用于制造高温传感器、热电偶和电力设备等。
二、碳化硅工艺的制备方法碳化硅可以通过多种方法进行制备，其中最常用的工艺是化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）和热解法（Pyrolysis）。
下面将分别介绍这两种工艺。
1. 化学气相沉积（CVD）化学气相沉积是一种将气体反应物在基底表面上化学反应生成固态产物的方法。
在碳化硅的制备中，常用的反应气体有硅烷（silane）和甲烷（methane），它们在高温下发生化学反应生成碳化硅。
通过控制反应气体的流量和温度等参数，可以调节碳化硅的成分和结构。
2. 热解法热解法是一种将碳源加热至高温，使其发生热解反应生成碳化硅的方法。
常用的碳源有聚苯乙烯（Polystyrene）和甲醛（Formaldehyde）。
在高温下，碳源分解产生碳原子，并与硅反应生成碳化硅。
热解法制备的碳化硅具有较高的纯度和均匀的微观结构。
三、碳化硅工艺的应用碳化硅作为一种优秀的材料，具有广泛的应用前景。
以下是几个常见的应用领域。
1. 电子行业碳化硅具有良好的耐高温性能和耐辐射性能，被广泛应用于制造高温电子器件和核能设备。
例如，碳化硅可以用于制造高温传感器、功率半导体器件和高温电容器等。
2. 光学行业碳化硅的透光性好，能够在可见光和红外光范围内传导光线。
因此，碳化硅常被用于制造光学器件，如透镜、窗口和反射镜等。
此外，碳化硅还具有较低的热膨胀系数，可以用于制造光学仪器的支撑结构。
碳化硅从材料到器件的过程
碳化硅从材料到器件的过程碳化硅是一种非常重要的半导体材料，具有很高的硬度和热导率，可以用于制造高功率、高频率和高温度的电子器件。
碳化硅从材料到器件的制造过程可以分成以下几个步骤：1.碳化硅晶体生长碳化硅晶体生长可以通过两种方法来实现：一种是SiC子limation生长法，另一种是液相外延生长法。
SiC子limation生长法通过将硅碳混合物放置在石英炉管中，在高温下，采用SiC的子limation过程蒸发SiC物质，使其在石英管内形成SiC晶体。
液相外延生长法则是将SiC溶解在铝、镁等金属中加热后，通过溶液和淀硅的沉积生长方法来得到碳化硅单晶。
2.碳化硅晶体加工碳化硅晶体加工过程通常包括切割、打磨、抛光等几个阶段，这些步骤能够保障碳化硅晶体表面的平整度。
同时，为了消除晶体中存在的或者留下的缺陷，晶体还需要进行退火和去离子处理。
3.碳化硅衬底制备制备碳化硅衬底一般采用了两种方案：镀膜法和绝缘层法。
镀膜法，就是先在SiC衬底上涂一层金属，然后用化学气相沉积法（CVD）在金属表面上合成一层碳化硅，最后通过剥离金属，获得类似于硅片的SiC衬底；绝缘层法则是利用化学气相沉积法在SiC表面直接合成SiO2层，从而同时制得绝缘层。
4.碳化硅器件加工将碳化硅从材料转化为器件则需要另外一些步骤。
器件加工的步骤包括光刻、腐蚀、原子层沉积等操作。
在光刻过程中，通过易于去除的光刻层形成器件的图形图案。
然后，使用腐蚀方法，去除光刻层未覆盖区域的表面材料。
最后，将各个器件结合在一起，得到完整的碳化硅器件。
总之，碳化硅是一种非常重要的材料，它具有许多独特的物理和电学特性，因此广泛应用于高功率、高频和高温度的电子器件中。
从碳化硅材料到器件的制造过程充满挑战，需要采用先进的制造技术和设备，才能够实现碳化硅材料的稳定质量和高性能型号的器件。
碳化硅sic制备方法-概述说明以及解释
碳化硅sic制备方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述碳化硅（SiC）是一种广泛应用于材料科学领域的重要陶瓷材料。
它具有优异的物理和化学性质，如高熔点、高硬度、高热导率、低热膨胀系数和良好的耐腐蚀性能等。
由于这些特殊性能，碳化硅在诸多领域的应用十分广泛，包括电子、能源、化工、航空航天和汽车等领域。
为了满足不同领域对碳化硅材料的需求，科学家们研究出了多种碳化硅制备方法。
根据不同的反应条件和原料，可以将这些方法分为不同的分类，每种方法都有其特定的制备工艺和应用范围。
本文将重点介绍一些常用的碳化硅制备方法，包括硅烷化合物法、碳热还原法和化学气相沉积法。
在这些方法中，硅烷化合物法是一种常见且简单的制备方法，它通过将硅烷化合物在高温下分解，生成碳化硅。
而碳热还原法则通过碳源和硅源的反应，生成碳化硅。
最后，化学气相沉积法则是将硅源和碳源的气体通过化学反应，在衬底上沉积出碳化硅薄膜。
不同的制备方法具有各自的优缺点，这些将在后续章节进行详细讨论。
此外，本文还将探讨碳化硅制备方法的发展趋势和展望，并在结论部分对整个文章进行总结。
通过深入研究碳化硅制备方法，我们可以更好地理解碳化硅的制备过程和特性，为其在不同领域的应用提供更多可能性和机遇。
1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们将对碳化硅的概述进行介绍，包括其定义和应用领域。
同时，我们还会说明本文的文章结构和目的。
接下来的正文部分将详细探讨碳化硅制备方法。
首先，我们将对碳化硅制备方法进行分类，介绍不同方法的特点和应用场景。
然后，我们将详细介绍常用的碳化硅制备方法，包括硅烷化合物法、碳热还原法和化学气相沉积法。
每种方法都将进行详细讲解，包括原理、步骤和适用条件等方面。
在结论部分，我们将对碳化硅制备方法的优缺点进行总结，并展望其发展趋势。
同时，我们也会结合全文内容对碳化硅制备方法进行总结，为读者提供一个综合的观点。
最后，我们会对全文的内容进行总结，以便读者更好地理解和应用本文的内容。
碳化硅加工工艺流程
碳化硅加工工艺流程
1.原料准备：首先需要准备碳化硅的原料。
碳化硅通常是以粉末或颗
粒的形式存在，常用的原料有晶体碳化硅、炭化硅纤维等。
2.混合和压制：将碳化硅原料与其他添加剂混合，以提高材料的性能。
混合后的原料经过压制，可以形成所需的形状，如板坯、管材等。
3.烧结：将压制成型的碳化硅材料放入烧结炉中进行烧结。
烧结是指
将材料加热至溶融或近溶融状态，并保持一定时间，使颗粒间结合得更加
牢固。
烧结温度一般在2000℃以上。
4.加工成型：经过烧结后的碳化硅具有高硬度和高强度，但仍然需要
进一步加工成型。
加工成型过程通常包括切割、车削、磨削等工序，以获
得所需要的尺寸和表面精度。
5.表面处理：为了进一步提高碳化硅材料的性能，需要对其进行表面
处理。
常见的表面处理方法包括抛光、镀膜等，以提高材料的光洁度和耐
腐蚀性能。
6.检测和质量控制：在整个加工过程中，需要对碳化硅材料进行检测
和质量控制。
常见的检测方法包括物理性能测试、化学成分分析等，以确
保材料符合设计要求。
7.最终产品：经过以上工艺流程，碳化硅材料可以制成各种形状的零件，如陶瓷刀具、研磨材料、高温结构件等。
最终产品可以广泛应用于石
油化工、航空航天、电子等领域。
总之，碳化硅加工工艺流程包括原料准备、混合和压制、烧结、加工
成型、表面处理、检测和质量控制等环节。
这些环节相互配合，可使碳化
硅材料得以获得所需的性能和形状，为各个领域提供高性能的材料解决方案。
国内外碳化硅的研究和发展、
摘要：随着工业的发展和科学技术的进步，碳化硅的非磨削用途在不断扩大，在耐炎材料方面用于制作各种高级耐炎制品，如垫板、出铁槽、坩锅熔池等；在冶金工业上作为炼钢脱氧剂，可以节电，缩短冶炼时间，改善操作环境；在电气工业方面利用碳化硅导电、导热及抗氧化性来制造发热元件——硅碳棒。
碳化硅的烧结制品可作固定电阻器，在工程上还可作防滑防腐蚀剂。
碳化硅与环氧树脂混合可涂在耐酸容器中、蜗轮机叶片上起防腐耐磨作用。
SiC由于具有优良的耐高温、耐磨耗、耐腐蚀及高的热传导性能，近年来受到人们极大关注。
作为一种新型的非氧化物精细陶瓷材料，其研究与应用均取得了长足的发展。
关键词：碳化硅，结构，粉体合成，碳化硅制品正文：一、SiC的结构SiC晶型结构有αβ型二种，α型为六方晶型，β型为立方晶型。
α型SiC 的分解温度在2400度左右，称为高温异形体2在温度低于2000度时，SiC以β型方式存在，称为低温异形体。
立方晶型的β—SiC可在1450度左右由简单的硅和碳混合物制得，温度高时β—SiC 会转相生成α—SiC。
SiC没有一个固定的熔点，在密堆积系中，在1bar 总压力下，约在! 0.3!时分解成石墨和富硅熔融物，此温度是形成SiC晶体的最高温度。
在松散的堆积系中，SiC在2300度左右开始分解，形成气态硅和石墨残余物。
二、SiC粉体的制作方法SiC粉体的制作方法大体可分为两大类。
一是把由固相得到的粗粒子进行粉碎的分解方法；另一类是用气相法等直接合成SiC 细粉末的聚集方法。
这两大类方法根据原料的种类和加热方式的不同，又被分成几种。
（1）A cheson法这是一种最古老的工业化生产SiC的方法，把硅石和焦炭进行混合作为原料，充填在石墨炉芯的周围，给炉芯通电加热，使炉芯周围温度达2500度以上，反应生成物在此温度下反复进行再结晶，就得到了从晶粒成长起来达数cm厚度的α—SiC块状物。
其反应分两部进行：得到的块状物一般要选其紧靠炉芯的α—SiC部分，在粉碎后经精制、分级等步骤，最后得到α—SiC粉体。
碳纳米材料的制备和应用研究
碳纳米材料的制备和应用研究随着科技的进步和经济的发展，人类对新材料的需求日益增长。
碳纳米材料因其独特的结构和性能而备受关注。
本文将探讨碳纳米材料的制备方法以及相关的应用研究。
1. 制备方法a. 机械研磨法机械研磨法是一种常见的碳纳米材料制备方法，通常利用球磨机或三辊磨等设备将原料粉碎并加以分散，产生纳米级颗粒。
这种方法简单易行，成本低廉，能够制备出高纯度的碳纳米材料。
b. 化学还原法化学还原法利用化学反应将二氧化碳等碳源还原成碳纳米材料。
这种方法可以控制材料的形貌和尺寸，并且可以通过调节反应条件优化材料的性能。
然而，化学还原法需要使用有害化学品，对环境造成一定的影响。
c. 碳化物转化法碳化物转化法是一种将碳源直接转化为碳纳米材料的方法。
通过高温处理碳源，例如甲烷或乙炔，可以得到不同形貌和尺寸的碳纳米材料。
这种方法具有制备简单、控制性好的优点，但需要高温和特殊设备。
2. 应用研究a. 电子器件碳纳米材料具有良好的导电性和导热性，在电子器件领域具有广泛的应用前景。
例如，碳纳米管可以用于制造高性能的输运管道和场效应晶体管。
石墨烯则被广泛研究用于柔性电子器件和光电器件。
b. 能源储存碳纳米材料在能源储存领域有着广泛的应用。
石墨烯和碳纳米管等材料被研究用作锂离子电池和超级电容器的电极材料，具有高能量密度和快速充放电速率的特点。
此外，碳纳米材料还可用于储氢技术和太阳能电池等领域。
c. 环境治理碳纳米材料在环境治理方面也有广泛的应用。
由于其巨大的比表面积和良好的吸附能力，碳纳米材料可以用于水处理、废气处理和土壤修复等领域。
此外，碳纳米材料还可以作为催化剂用于有机废气的高效转化。
3. 发展趋势随着碳纳米材料研究的深入，人们对其制备方法的改进和性能优化提出了更高的要求。
未来的发展趋势包括：a. 新型制备方法：探索更加环保和经济的碳纳米材料制备方法，如绿色合成和生物合成等。
b. 多功能材料：将碳纳米材料与其他纳米材料、有机材料等结合，实现多功能的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纳米碳化硅的制备方法及研究进展 郝斌 张萌 （唐山学院 环境与化学工程系 河北 唐山 063000）
摘要：纳米SiC材料是多种性能非常优越的材料，本文对纳米碳化硅的研究进展做了综述，并介绍了几种常用的制备纳米碳化硅粉体、碳化硅纳米线的方法，同时就其应用及大规模生产方面简述了其各自的特点，并提出了一些需要注意的问题。 关键词：纳米碳化硅；制备方法；研究进展
1 引言
纳米材料的出现是21世纪材料科学发展的重要标志，它所表现出的强大的科学生命力不仅是因为揭示出科学的深刻物理含义，而更重要的是它所发现的新结构、新现象、新效应源源不断地被用来开发具有新结构、新性能的固体器件，对通讯、微电子等高新技术产生极其深远的影响。纳米碳化硅具有良好的导热性、化学稳定性、抗热震性等优点，而且能够在高温、强腐蚀性等苛刻条件下使用，使得它成为化学反应中催化剂载体的理想材料，并且已经被成功应用于一些重要的化学反应中，如：低温脱硫、催化氧化、汽车尾气的净化、甲烷偶联、直链烷烃的异构化等[1]。所以，对纳米碳化硅材料制备方法的研究具有十分重要的意义。 2 纳米SiC的研究进展
碳化硅（SiC）是第三代半导体的核心材料之一，与硅、砷化镓相比，它具有许多优点，如宽带隙、高电子饱和高击穿场强、热导率、化学稳定性好等，非常适于制作高温、高频、抗辐射、大功率和高密度集成的电子器件[2]。 90年代以后，6H-SiC和4H-SiC单晶片分别于1991，1994年实现商品化[3]，并且SiC薄膜制备技术方面也取得了可喜进展，如：化学气相沉淀法（CVD），分子束外延法(MBE)、原子层外延法及脉冲激光淀积（PLD）等，使得SiC单晶薄膜的质量不断提高，SiC已成为比较成熟的宽带隙半导体材料之一[4]。SiC作为一种高效发光半导体材料已经久为人知，早在1932年，人们既已发现SiC的注入导致发光现象[5]。经过多年研究，目前已经清楚，SiC是一种间接带隙半导体材料，它有效的发光来源于杂质能级间的间接复合过程，因此，SiC的掺杂对其光学性能有很大的影响，过去40年来，SiC的浅杂质能级一直是研究的热点。掺入不同杂质，可改变发光波长，其范围覆盖了从红到紫的各种色光。 SiC发蓝光具有很重要的意义。蓝光是自然界的重要基本色光，是平面全色显示的要素，因为其波长较短，用于光信息存储，可以大幅度提高信息存储密度，同时，它还是一种水下通讯的重要载息光源。蓝光器件在彩色复印、彩色打印、彩色扫描、光谱色谱仪器、医疗器械、图像处理和仪表显示等方面也是极其重要的元件。 鉴于SiC能够发蓝光，研究者对此作了大量的工作。廖良生等人利用离子注入法将c+注入到硅基片上形成3C-SiC，经退火、阳极氧化后得到多孔3C-SiC，发现其具有蓝光发射能力，波长为4552.79ev[6] 。Liu[7]等于真空条件下高温分解聚酰亚胺在孔状衬底上得到3C-SiC膜，经900℃热处理后仍然具有蓝绿光的光致发光效应。 国内外许多学者对低维3C-SiC纳米材料的蓝光发光效应，进行了大量的实验，但是对其发光机制仍处于众说纷纭的阶段。这是因为，人们对采用不同工艺方法制备的碳化硅纳米材料电子结构性质的了解，还远不像对单晶碳化硅那么清楚，这尚需一个逐渐深化的过程。因此，开展3C-SiC纳米材料的制备工作对研究其发光机理具有非常重要的作用。
3 纳米SiC材料的制备方法 3.1 纳米SiC线制备 宽带隙半导体低维纳米材料的合成及其物理性质研究已经渐渐成为备受关注的研究对象之一。尤其是一维纳米材料的合成方法、物理性质和应用研究逐渐成为人们研究的热点。近些年来，人们对具有一维纳米结构的SiC产生极大的兴趣，这是因为理论计算和试验结果都表明，SiC纳米线的弹性、硬度、韧性等机械性能都比SiC块体、SiC晶须要高[8]。一维纳米结构的SiC极有希望成为陶瓷、金属、聚合物基材料的增强剂。目前制备一维纳米结构的SiC主要有碳纳米管模板生长法（又叫碳纳米管限制反应法）、还原碳化法、激光烧蚀法、电弧放电法、流动催化剂法和热解有机前驱体法。下面就部分方法做下介绍： 3.1.1 电弧放电法[9] 电弧放电法是将含有Fe元素的SiC棒作为阳极，石墨作为阴极，在低气压下进行电弧放电，在反应室的石英管内壁上形成SiC纳米线。在电弧放电过程中，高温使得阳极顶端的SiC分解为Si和C。同时，除了放电加热外，SiC阳极自身由于高电阻而发热，使得阳极沿轴向的温度高于Fe的熔点，SiC棒内的Fe融化蒸发，对纳米SiC晶须的生长起催化作用。这种方法使用的原材料易得，设备简单，材料成本低，有条件成为大规模生产制备SiC纳米晶须的前提。 3.1.2 热解有机前躯体法 将商用六甲基二硅烷放入坩埚，然后放入石英管式炉中，将三氧化二铝基板置于气流下游离坩埚约10cm处。待管内的空气排尽后，在氩气的保护下，以10℃/min的速度加热到1200℃并保温2h，自然冷却到室温，在三氧化二铝基板上得到一层白色羊毛状的SiC纳米线。与化学气相沉积一样，这些新的SiC粒子沉积在正在生长的纳米线顶端最终形成超长的SiC纳米线。这种合成方法温度要求较低，原料便宜，过程简单，不用 任何催化剂，可以大面积合成SiC纳米线，并且生成的SiC纳米线长度达到毫米级。 3.1.3 还原碳化法 对于SiC晶体这种重要的功能性材料，传统的物理热蒸发的合成方法需要在高于1000℃的高温下完成。所以，为了降低工业成本，需要寻求有效的SiC晶体的低温合成方法。钱[10]等人以金属钠为还原剂、活性炭和四氯化硅为反应物，通过快速还原碳化的路线，600℃合成了β-SiC纳米晶。此种方法反应温度低，节省能源，相应降低了工艺难度。 3.1.4 溶剂热方法 溶剂热合成技术是最近发展起来的中低温液相制备固体材料的技术，是在水热法的基础上发展起来的，主要是指在密闭体系如高压釜内，以有机物或非水溶煤为溶剂，在一定的温度和溶液的自生压力下，原始混合物进行反应的一种合成方法。溶剂热合成技术在原理上与水热法十分相似，以有机溶剂代替水，大大扩大了水热技术的应用范围。通过溶剂热反应可以制得固相反应无法制得的物相，或者使反应在相对温和的溶剂热条件下进行。Lu等人[11]在400℃低温以四氯化硅和四氯化碳为原料在过量的金属钠的作用下用溶剂热合成技术制得SiC纳米线。Hu[12]等采用金属钠为还原剂，四氯化碳作为碳源，硅作为硅源，600-700℃范围内，在高压釜中反应制备出了结晶度很好的SiC纳米线。此方法也降低了合成温度，也可降低成本并使工艺过程相对简化。 3.2 纳米SiC粉体制备 3.2.1 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是采用特定的纳米材料前躯体在一定的条件下水解，形成溶胶，然后经溶剂挥发及加热等处理，使溶胶转变成网状结构的凝胶，在经过适当的后处理工艺形成纳米材料的一种方法。张波[13]等人用蔗糖和正硅酸乙酯（TEOS）为前躯体，用溶胶-凝胶法通过合理控制反应条件，并证明只要添入适量的水与TEOS反应，无论是在酸碱条件下，将凝胶块研磨成粉后，于1400℃在氩气气氛下热处理，最后在600℃于空气中除碳，都能得到粒径为15-20nm左右的β-SiC粉。此种工艺方法具有成本低廉，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团聚程度高。 3.2.2 激光诱导气相反应合成法 激光诱导化学气相反应法是利用激光来引发、活化反应物系，从而合成高品位纳米材料的一种方法。其基本原理是：利用大功率激光器的激光束照射于反应气体，反应气体通过对激光光子的强吸收，气体分子或原子在瞬间得到加热、活化，在极短时间内反应气体分子或原子获得化学反应所需要的温度，迅速完成反应、成核与凝聚、生长等过程，从而制得相应物质的纳米微粒。因此，简单的说，激光法就是利用激光光子能量加热反应体系，从而制得纳米微粒的一种方法。赵东林[14]等人采用双反应室激光气相合成纳米粉体装置，以六甲基二硅胺烷、乙炔、硅烷为原料，制备了粒径20-30nm的SiC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。 3.2.3热化学气相反应法(CVD 法) [15] 热化学气相反应法, 又称化学气相沉积法(chem ical vapo r depo sit ion, 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。 CVD 法制备纳米粉体工艺是一个热化学气相反应和形核生长的过程, 在远高于热力学计算临界反应温度条件下, 反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压, 使得反应产物自动凝聚形成大量的核, 这些核在加热区不断长大聚集成颗粒, 在合适的温度条件下会晶化成为微晶。随着载气气流的输运和真空泵的抽送, 反应产物迅速离开加热区进入低温区, 颗粒生长、聚集、晶化过程停止, 最后进入收集室收集起来, 就可获得所需的纳米粉体。CVD 法制备纳米粉体可调的工艺参数有很多, 比如浓度、流速、温度和组成配比等。因此, 采用CVD 法制备纳米粉体, 有利于获得最佳工艺条件, 并达到纳米粉体组成、形貌、尺寸、晶相等的可控。
4 结论 本文从纳米碳化硅材料的物理化学性能方面充分肯定了它对现代科学的重要性，并对其研究进展进行了调研并做了综述，就其制备方法而言，介绍了几种现代工艺常用的制备纳米碳化硅粉体、碳化硅纳米线的方法，同时简述了其各自的特点，并比较各个方法在大生产方面的优劣势，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SiC材料。相信纳米SiC材料将会带来惊天巨变，将会在很大程度上改善我们的生活品质。
参考文献 [1] 刘水刚，高 伟.多孔碳化硅的制备与应用研究进展.陶瓷,2004,2:13-17. [2] J B Casady, R W Johnson, Solid State Electronics,1996,39:1409. [3] Cree, Research,inc,2810Meridian Parkway,Durham,NC27713.