[发明专利]一种Si5

说明书

本发明提供一种Si₅C₃微纳米材料及其制备方法，属于微纳米材料合成领域。以氧化硅粉为硅源，以腐植酸碳源，添加氯化钠等辅助试剂于管式炉中加热到500‑700℃，然后直接冷却或保温后冷却至室温，最后经除杂干燥制得Si₅C₃纳米粒子组装的微米片。该种方法产率高，反应温度低，反应时间短，节约能源，可重复性好，操作简单、无污染、辅助反应的反应物和生成物易清除，有利于该类Si₅C₃微纳米材料的大量生产。

技术领域

本发明属于微纳米材料合成领域，尤其是一种Si₅C₃微纳米材料及其制备方法。

背景技术

碳化硅作为一种宽带隙半导体材料，因其具有高导热系数、高电子饱和速率、高击穿电压等优异的物理性能而备受关注，被认为是高温大功率电子器件应用的潜在候选材料。另外，在碳-硅强共价键作用下，碳化硅为原料制备的陶瓷具有机械强度大，耐酸碱腐蚀性和抗热震性好等特点，在高温烟气除尘、水处理和气体分离等方面有着广泛的应用前景。然而，碳化硅材料制备温度通常较高。

如中国专利CN200910256515.7公开了一种碳化硅超细微粉及其生产方法，将粒度D50≤0.45微米的碳化硅微粉经包括混浆、分级、脱水和烘干步骤后制得微粉粒度D50值为0.1-0.3μm，BET比表面积为30-50m²/g，纯度≥98wt％，烧结温度1860-2000℃，烧结密度大于3.15g/m³碳化硅超细微粉。中国专利 CN201811307639.9涉及一种固相烧结碳化硅陶瓷的制备方法，包括以下步骤：制备主料、制备水基碳化硅浆料、喷雾造粒、得到碳化硅素坯、烧结得到固相烧结碳化硅陶瓷，其中，固相烧结碳化硅陶瓷的烧结温度下降到最低为1750℃，烧结温度相对较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种Si₅C₃微纳米材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种Si₅C₃微纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将硅源和碳源进行研磨混合，得到混合物；

2)在所述混合物中加入氯化钠和铝粉，加入无水乙醇后研磨，真空干燥后得到前驱体；

3)将前驱体在500～700℃下进行煅烧，煅烧1～2小时，之后进行酸洗、水洗、真空干燥后得到Si₅C₃微纳米材料。

进一步的，在步骤1)中，硅源为工业级氧化硅粉，碳源为腐植酸。

进一步的，在步骤1)中，硅源与碳源的质量比为1:(0.5～1)。

进一步的，在步骤1)中，研磨时间为10～20分钟。

进一步的，步骤2)中，氯化钠与铝粉的质量比为1:(0.2～1)，氯化钠与硅源的质量比为2:1。

进一步的，在步骤2)中，研磨时间为0.5～1小时。

进一步的，步骤3)中，煅烧气氛为氩气或氮气。

本发明所述方法制备得到的Si₅C₃微纳米材料。

进一步的，为由Si₅C₃纳米粒子组装而成的Si₅C₃微米片。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：