三維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳化硼的制備及表征.pdf

1、碳化硼因具有高硬度、高熔點、低密度、高模量、高化學(xué)穩(wěn)定性和高的中子吸收截面及熱電性能等特性，在國內(nèi)外諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但碳化硼具有極強的共價鍵和較低的自擴散系數(shù)，難以燒結(jié)致密。而目前改善燒結(jié)致密性的有效方法是制備納米尺寸的碳化硼。目前已報道的納米碳化硼有零維的納米粒子，一維的納米線，納米棒，納米纖維，二維的納米片等，而三維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳化硼未見報道。近年來，可再生的多孔碳源用于制備納米結(jié)構(gòu)碳化硼引起了廣泛關(guān)注。因此，本文以三維網(wǎng)絡(luò)

2、結(jié)構(gòu)的碳化細菌纖維素為模板和碳源，選擇不同的硼源制備了三維納米網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)碳化硼，并對其物相、形貌、結(jié)構(gòu)等進行了表征，主要的研究內(nèi)容如下：
　　(1)用綜合熱分析儀研究了細菌纖維素的熱解過程。細菌纖維素的熱解過程是吸熱反應(yīng)，熱解階段主要集中在300～400℃范圍內(nèi)。熱解形成的碳化細菌纖維素是高純碳，碳含量可達88％以上，且具有多晶石墨結(jié)構(gòu)，類似于活性炭或炭黑。在碳化溫度為1000℃下熱解得到的碳化細菌纖維素能夠較好的維持原有細菌纖維素

3、的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其比表面積為485.88 m2/g。
　　(2)采用固相熱反應(yīng)法，以三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的碳化細菌纖維素為碳源制備了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳化硼粉末，并用XRD、SEM、Raman和激光粒度儀對產(chǎn)物的物相、結(jié)構(gòu)、形貌和粒徑大小進行了表征。結(jié)果表明：以 B:CBC=4:1為前驅(qū)體，在1400 oC下反應(yīng)4 h，制備了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的B4C粉末。該粉末的晶體結(jié)構(gòu)為斜方六面體，其形貌由等軸納米粒子沿著 CBC的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。