一种Si3N4纳米线的表面改性方法技术

本发明专利技术涉及一种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％。

A surface modification method of Si3N4 nanowires

The present invention relates to a surface modification method of Si3N4 nanowires. Carbon layer and carbon nanotube layer are prepared on the surface of Si3N4 nanowires, which make the surface of Si3N4 nanowires change from smooth state to rough state, and the surface presents porous structure. In addition, the carbon layer and carbon nanotube layer on the surface of Si3N4 nanowires are basically composed of carbon elements, which are consistent with the chemical composition of the pyrolytic carbon matrix of carbon/carbon composites. Therefore, the surface morphology and surface chemical composition of Si3N4 nanowires promote the interface bonding between Si3N4 nanowires and the pyrolytic carbon matrix, thus enabling the carbon/carbon Composites to bond with the pyrolytic carbon matrix. The compressive strength of carbon composites increased significantly and the maximum value increased to 124%.

【技术实现步骤摘要】
一种Si3N4纳米线的表面改性方法
本专利技术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。
技术介绍
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.Wangetal.In-situsynthesisandgrowthmechanismofsiliconnitridenanowiresoncarbonfiberfabrics.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.Songetal.,In-situsynthesissilicon本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Si3N4纳米线的表面改性方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将碳毡用无水乙醇超声清洗5‑10min并烘干；步骤2：将二茂铁和聚硅氮烷加入到二甲苯中，其中聚硅氮烷与二甲苯的体积比为1:4～1:8，二茂铁与聚硅氮烷的摩尔比为1:4～1:6，搅拌后所得混合液体；步骤3：将步骤1处理后的碳毡完全浸没入混合液体中，在室温下浸泡5‑7h，然后取出后在温度为60‑70℃的条件下烘干12‑14h；步骤4、将步骤3处理后的碳毡置于水平管式炉中进行热处理：首先抽真空，通入流速为60～70sccm的氮气，以4～5℃/min的升温速度升温至300～350℃并保温60～70min，以6～6.5℃/min的升温速...

【技术特征摘要】
1.一种Si3N4纳米线的表面改性方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将碳毡用无水乙醇超声清洗5-10min并烘干；步骤2：将二茂铁和聚硅氮烷加入到二甲苯中，其中聚硅氮烷与二甲苯的体积比为1:4～1:8，二茂铁与聚硅氮烷的摩尔比为1:4～1:6，搅拌后所得混合液体；步骤3：将步骤1处理后的碳毡完全浸没入混合液体中，在室温下浸泡5-7h，然后取出后在温度为60-70℃的条件下烘干12-14h；步骤4、将步骤3处理后的碳毡置于水平管式炉中进行热处理：首先抽真空，通入流速为60～70sccm的氮气，以4～5℃/min的升温速度升温至300～350℃并保温60～70min，以6～6.5℃/min的升温速度升温至1430～1500℃并保温180～240min。以4-5℃/min的速度降温至250～350℃，自然冷却至室温后关闭氮气；步骤5：将步骤4处理后的材料再置于真空管式炉中，首先抽真空至真空度为5～15KPa，然后通入流量为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊磊，朱非晏，李贺军，管科杰，张雨雷，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61