[導(dǎo)讀] 納米碳化硅材料具有高的熱傳導(dǎo)率、低的熱膨脹系數(shù)、高的機(jī)械性能、好的熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性，另外還具有耐腐蝕和抗氧化等特點(diǎn)，在汽車、化工、石油鉆探、雷達(dá)、高溫的輻射等環(huán)境中應(yīng)用廣泛。
納米碳化硅材料具有高的熱傳導(dǎo)率、低的熱膨脹系數(shù)、高的機(jī)械性能、好的熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性，另外還具有耐腐蝕和抗氧化等特點(diǎn)，在汽車、化工、石油鉆探、雷達(dá)、高溫的輻射等環(huán)境中應(yīng)用廣泛。
納米碳化硅粉體的制備方法有很多種，目前應(yīng)用較多的有溶膠－凝膠法、激光誘導(dǎo)氣相反應(yīng)合成法、熱化學(xué)氣相反應(yīng)法、碳熱還原法、等離子體法、微波加熱法等。
1、溶膠－凝膠法
溶膠－凝膠法是將原料分散在溶劑中，然后經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)生成活性單體，活性單體進(jìn)行聚合，開(kāi)始成為溶膠，進(jìn)而生成具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠，經(jīng)過(guò)干燥和熱處理制備出納米粒子和所需要材料。
溶膠－凝膠法合成的溫度較低、制備的粉體純度高并且均勻性較好，具有成本低廉、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但水的加入量應(yīng)嚴(yán)格計(jì)算后適量加入，而且在堿性環(huán)境中水解制得的碳化硅粉團(tuán)聚程度高。
2、激光誘導(dǎo)氣相反應(yīng)合成法
激光誘導(dǎo)氣相反應(yīng)合成法是利用激光來(lái)激發(fā)和活化反應(yīng)物，制備合成較高質(zhì)量納米材料的一種方法。比如利用雙反應(yīng)室激光氣相合成裝置，以乙炔、硅烷和六甲基二硅胺烷為原料，制備了粒徑20～30nm的碳化硅材料。此方法制作工藝精確，納米粉體呈球形，無(wú)嚴(yán)重團(tuán)聚，但要求儀器精密度高，技術(shù)要求較高。
3、熱化學(xué)氣相反應(yīng)法（CVD法）
熱化學(xué)氣相反應(yīng)法，又稱化學(xué)氣相沉積法。在此方法中，反應(yīng)物在氣相狀態(tài)下反應(yīng)，新生成的納米粉體首先成核再長(zhǎng)大。反應(yīng)產(chǎn)物在高溫下呈氣態(tài)，產(chǎn)生過(guò)飽和蒸氣壓，在這種條件下，產(chǎn)物就會(huì)自動(dòng)凝聚成核，隨后形成的核不斷長(zhǎng)大，在一定溫度下即可結(jié)晶為微小晶體，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成的粉體到達(dá)低溫區(qū)域，最后到達(dá)收集室，即可得到納米粉體。采用這種方法制備納米粉體有很多影響因素，包括反應(yīng)物的濃度、載氣氣流的流速、反應(yīng)溫度等，最終確定制備高品位納米粉體所需的最佳工藝條件。
4、碳熱還原法
碳熱還原法是一種在一定溫度下以無(wú)機(jī)碳為還原劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的方法。這種方法通過(guò)調(diào)整反應(yīng)物種類、加熱方式、加熱溫度和保溫時(shí)間等參數(shù)，促進(jìn)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，最終制備出純度較高、粒度較小的粉體。由于原料成本低、反應(yīng)要求簡(jiǎn)單，利于進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
5、等離子體法
等離子體是物質(zhì)存在的第4種狀態(tài)，它是由電離的導(dǎo)電氣體組成。原料的微粒在此狀態(tài)下通過(guò)相互作用可以很快獲得高溫和高焓。由于反應(yīng)物的微粒具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，在一定條件下就可以得到較理想的產(chǎn)物顆粒。等離子體反應(yīng)法將難以進(jìn)行的固－固反應(yīng)轉(zhuǎn)化為較易進(jìn)行的氣－氣反應(yīng)。缺點(diǎn)是反應(yīng)氣體容易腐蝕電極，反應(yīng)產(chǎn)物的純度和質(zhì)量就會(huì)下降?？偟膩?lái)說(shuō)，等離子體法是合成超細(xì)粉末的一種比較實(shí)用可行的方法，此方法的研究和利用對(duì)材料科學(xué)的發(fā)展將產(chǎn)生重大影響。
6、微波加熱法
微波燒結(jié)是一種加熱快速、加熱均勻、熱效率高、并且有應(yīng)用前景的陶瓷燒結(jié)新工藝。微波加熱具有整體加熱、加熱均勻和加熱速率快的優(yōu)點(diǎn)，可以顯著降低能耗。
有關(guān)碳化硅納米材料的制備方法研究已取得突破性進(jìn)展，但是依然面臨許多問(wèn)題。各種方法在工業(yè)生產(chǎn)方面的優(yōu)劣勢(shì)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有重要指導(dǎo)意義，對(duì)其弊端，要繼續(xù)加強(qiáng)研究，完善工藝過(guò)程，以期得到理想的納米碳化硅材料。
參考來(lái)源：
郝斌.碳化硅納米材料制備方法研究進(jìn)展