一种碳化硼纳米薄膜的制备方法技术

一种碳化硼纳米薄膜的制备方法，以无定形硼、石墨和氧化镁混合粉体为阳极，碳棒为阴极；反应室抽真空，冲入氢气和惰性气体；将自动控制直流电弧金属纳米粉生产设备与冷却水系统相连接；在氢等离子体热源作用下，阳极蒸发为气态硼原子、碳原子、镁离子和氧离子混合态，形成原子团簇并凝聚成纳米粉体沉积于反应室内壁上或随循环气流输送至捕集室内。待纳米粉体完全沉积后，经钝化初步筛分，获得碳化硼和氧化镁的混合粉体。将收集的粉体置于80℃的去离子水中清洗1h，然后离心，干燥，研磨，得到尺寸为100‑500nm的碳化硼纳米薄膜，单层碳化硼薄膜的厚度在1.5‑5nm之间。本方法过程简单、反应时间短、纯度高，可实现工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硼纳米薄膜的制备方法
本专利技术涉及一种采用直流电弧等离子体法制备B4C纳米薄膜的方法。
技术介绍
B4C是地球上第三种最坚硬的材料，仅次于金刚石和立方氮化硼。由于其具有高杨氏模量，高熔点，低刚度，低密度，优异的耐化学性，热电性能和高的中子吸收截面。使其在许多领域都有广泛的应用，如高温耐磨材料，B4C热电偶，核反应堆控制棒，核反应屏蔽材料等。尤其是在极端条件下的航空航天领域，例如轻型防弹衣，飞机装甲，固态中子探测器等。同时，碳化硼也是p型半导体，带隙取决于硼与碳化学计量比。在此基础上，碳化硼被认为是可以在高温下运行的电子器件的潜在候选材料。而在众多的纳米结构中，二维B4C纳米结构是一种很有前景的材料，可用于生产混合结构，改善金属基复合材料的结构和机械性能，取代传统半导体，并为贝塔伏特器件提供高能量密度和长寿命。片状B4C与层状石墨的组合可潜在地用作散热器材料，以防止对半导体芯片上的热敏元件造成热损伤。尽管有预期的益处，但对于B4C二维纳米结构的可接受合成方法尚待开发，虽然二维碳化硼纳米结构已通过极少数的几种方法合成，但是已有方法经常会遇到复杂的合成过程，而且合成的碳化硼纳米片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硼纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)无定形硼、石墨和氧化镁按摩尔比为4:1:0.2充分研磨混合，然后压制成块；(2)将压制好的块体放在石墨坩埚中，然后置于电弧炉中作为阳极，碳棒为阴极，调节两极间距在10‑30mm；(3)将反应室抽真空，冲入氢气和惰性气体；(4)将自动控制直流电弧金属纳米粉生产设备与冷却水系统相连接，接通电源形成稳定的电弧；(5)在氢等离子体热源作用下，阳极蒸发为气态硼原子、碳原子、镁离子和氧离子混合态，形成原子团簇并凝聚成纳米粉体沉积于水冷的反应室内壁上，或随循环气流输送至捕集室内；待纳米粉体完全沉积后，经过钝化工艺后收集粉体，并进行初步筛分，获得碳...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硼纳米薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)无定形硼、石墨和氧化镁按摩尔比为4:1:0.2充分研磨混合，然后压制成块；(2)将压制好的块体放在石墨坩埚中，然后置于电弧炉中作为阳极，碳棒为阴极，调节两极间距在10-30mm；(3)将反应室抽真空，冲入氢气和惰性气体；(4)将自动控制直流电弧金属纳米粉生产设备与冷却水系统相连接，接通电源形成稳定的电弧；(5)在氢等离子体热源作用下，阳极蒸发为气态硼原子、碳原子、镁离子和氧离子混合态，形成原子团簇并凝聚成纳米粉体沉积于水冷的反应室内壁上，或随循环气流输送至捕集室内；待纳米粉体完全沉积后，经过钝化工艺后收集粉体，并进行初步筛分，获得碳化硼和氧化镁的混合粉体；(6)将收集的粉体置于80℃的去离子水中清洗1h，然后离心，干燥，研磨，得到碳化硼纳米薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董星龙，周雷，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21