[发明专利]一种Si3

说明书

本发明涉及一种Si₃N₄纳米线的表面改性方法，通过在Si₃N₄纳米线表面制备碳层和碳纳米管层，使得Si₃N₄纳米线的表面由光滑状态转变为粗糙状态，并且表面呈现出多孔结构。此外，在Si₃N₄纳米线表面施加的碳层和碳纳米管层基本由碳元素组成，该元素成分与碳/碳复合材料的热解碳基体的化学成分一致，因而从表面形貌和表面化学成分两方面促进了Si₃N₄纳米线与热解碳基体的界面结合，从而使得碳/碳复合材料的压缩强度大幅提高，提高最大值达到124％。

技术领域

本发明属于复合材料的制备方法，涉及一种Si₃N₄纳米线的表面改性方法。

背景技术

Si₃N₄是一种重要的结构和功能陶瓷材料，具有极高的硬度、良好的耐磨性和抗冷热冲击的能力。Si₃N₄纳米线在一定程度上继承了Si₃N₄陶瓷的热物理性能，同时本身的纳米结构又赋予了它一些特殊的性能，如极高的长径比，大的比表面积，良好的柔韧性，从而使Si₃N₄纳米线在增强材料领域均表现出较好的应用前景。

文献1“K.Y.Li,K.Zhao,Y.G.Wang et al.In-situ synthesis and growthmechanism of silicon nitride nanowires on carbon fiber fabrics.CeramicsInternational,2014.40(10)：p. 15381-15389.”报道了通过聚合物前驱体催化裂解法在碳布上原位合成Si₃N₄纳米线，所获得的Si₃N₄纳米线直径为30-150nm，长度为几百纳米，表面呈现光滑状态。

文献2“J.H.Lu,K.B.Guo,Q.Song et al.,In-situ synthesis silicon nitridenanowires in carbon fiber felts and their effect on the mechanical propertiesof carbon/carbon composites.MaterialsDesign,2016.99：p.389-395.”报道了通过聚合物前驱体催化裂解法在碳纤维毡中原位合成Si₃N₄纳米线，制得的Si₃N₄纳米线直径为50-100nm，长度为20-50μm，表面呈现光滑状态。

文献3“K.B.Guo,J.H.Lu,and Q.Guo,A facile method of massively producingthree-dimensional silicon nitride nanowire cloth.Materials Letters,2016.185:p.222-225.”报道了通过聚合物前驱体催化裂解法制备了Si₃N₄纳米线。制得的Si₃N₄纳米线直径为 100-200nm，表面呈现光滑状态。