一种B4C纳米带的制备方法技术

本发明专利技术提出一种B4C纳米带的制备方法，包括步骤1、混料：将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中，得到混合物；步骤2、干燥：将步骤1所得的混合物进行烘干，烘干温度为50℃~60℃；步骤3、研磨：将干燥后的混合物研磨成前驱体粉末；步骤4、烧结与取料：将前驱体粉末在保护气体环境下进行烧结，烧结温度达到1400℃时，在保护气体环境下保持该温度0.5h~1.5h，通过气相沉积法制备B4C纳米带，之后当温度下降后，即可取出烧结产物，即B4C纳米带。通过上述制备方法制得的纳米带为具有均匀宽度和厚度的单晶B4C纳米带，上述制备方法能够在简化工艺流程、缩短制备时间的前提下，使B4C纳米带仍保持较高的纯度和转化率，使生产成本显著降低，具有较为广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种B4C纳米带的制备方法
本专利技术涉及纳米材料制备
，尤其涉及一种B4C纳米带的制备方法。
技术介绍
碳化硼是最引人注目的非氧化物材料之一，在民用、航空、军事和核工业等高科技领域都得到了重要应用。其为菱面体结构，其结构可描述为一立方原胞点阵在空间对角线方向上延伸，在每一角上形成相当规则的二十面。碳化硼由于其特殊的晶体结构，从而具有许多优良的物理化学性质，其主要性能包括低密度、高硬度(仅次于金刚石和立方氮化硼)、高熔点和高温耐磨性、低热膨胀系数、热电性能优异以及热中子吸收能力强以及化学稳定性能好等。因此碳化硼广泛用于金属抛光和切割，轻型装甲和高温热电转换应用。同时，碳化硼也是一种p型半导体，被认为是有希望的高温电子设备材料。近年来，一维纳米材料引起了极大的关注，并且已经报道了具有不同形态的一维碳化硼纳米结构，包括纳米线，纳米带和纳米棒。但仍然缺乏制造碳化硼纳米带的有效方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种B4C纳米带的制备方法，以便在简化工艺流程、缩短制备时间的前提下，使B4C纳米带仍保持较高的纯度和转化率。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种B4C纳米带的制备方法，包括以下步骤：步骤1、混料：将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中，得到混合物，其中所述聚氨硼烷的摩尔百分含量为30％～40％，所述聚碳硅烷的摩尔百分含量为60％～70％；步骤2、干燥：将步骤1所得的混合物进行烘干，烘干温度为50℃～60℃；步骤3、研磨：将干燥后的混合物研磨成前驱体粉末；步骤4、烧结与取料：将前驱体粉末在保护气体环境下进行烧结，烧结温度达到1400℃时，在保护气体环境下保持该温度0.5h～1.5h，即保温时间为0.5h～1.5h，通过气相沉积法制备B4C纳米带，之后当温度下降后，即可取出烧结产物，即B4C纳米带。优选的是，在所述步骤1中，在超声振荡和机械搅拌的共同作用下，将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中。优选的是，在所述步骤4中，所述保温时间为1h。优选的是，在所述步骤4中，将步骤3所得的前驱体粉末置于容器中，将该容器置于炉中在氩气或者氮气的环境下进行烧结。优选的是，采用高温管式炉。本专利技术的该方案的有益效果在于通过上述B4C纳米带的制备方法制得的纳米带为具有均匀宽度和厚度的单晶B4C纳米带，所述B4C纳米带的长度在几百微米到几毫米的范围内，所述B4C纳米带非常薄，宽度范围为500nm至3μm，每个B4C纳米带沿其整个长度具有均匀的宽度和厚度，所述B4C纳米带的表面整洁，没有错位和缺陷，并且在纳米带的尖端上没有观察到液滴。本专利技术所涉及的B4C纳米带的制备方法能够在简化工艺流程、缩短制备时间的前提下，使B4C纳米带仍保持较高的纯度和转化率，使生产成本显著降低，具有较为广阔的应用前景。附图说明图1(a)、(b)、(c)、(d)分别示出了不同放大率的B4C纳米带的SEM图像。图2(a)示出了B4C纳米带典型的低倍TEM图像；图2(b)示出了B4C纳米带高分辨率的TEM图像；图2(c)示出了B4C纳米带的SAED图；图2(d)示出了测量B4C纳米带的(101)晶面间距图。图3示出了制备的B4C纳米带的EDX分析图。图4示出了制备的B4C纳米带的显微拉曼光谱图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。本专利技术所涉及的B4C纳米带的制备方法包括以下步骤：步骤1、混料：将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中，得到混合物，其中所述聚氨硼烷的摩尔百分含量为30％～40％，所述聚碳硅烷的摩尔百分含量为60％～70％。具体的可以在超声振荡和机械搅拌的共同作用下，将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中。所述聚氨硼烷可采用市售或自行配制的氨硼烷经加热获得；所述聚碳硅烷和四氢呋喃为市售分析纯级。步骤2、干燥：将步骤1所得的混合物进行烘干，烘干温度为50℃～60℃。步骤3、研磨：将干燥后的混合物研磨成前驱体粉末。步骤4、烧结与取料：将前驱体粉末在保护气体环境下进行烧结，烧结温度达到1400℃时，在保护气体环境下保持该温度0.5h～1.5h，即保温时间为0.5h～1.5h，其中以1h为最佳，通过气相沉积法制备B4C纳米带，之后当温度下降后，即可取出烧结产物，即B4C纳米带。具体的烧结与取料的过程如下：将步骤3所得的前驱体粉末置于容器中，在本实施例中，所述容器可采用由石墨纸制成的盒子，将该容器置于炉中在氩气或者氮气的环境下进行烧结，在本实施例中，可采用高温管式炉。在本步骤中的化学气相沉积过程中不使用催化剂。通过本专利技术所涉及的B4C纳米带的制备方法制得的纳米带为具有均匀宽度和厚度的单晶B4C纳米带，所述B4C纳米带的长度在几百微米到几毫米的范围内，所述B4C纳米带非常薄，宽度范围为500nm至3μm，每个B4C纳米带沿其整个长度具有均匀的宽度和厚度，所述B4C纳米带的表面整洁，没有错位和缺陷，并且在纳米带的尖端上没有观察到液滴。本专利技术所涉及的B4C纳米带的制备方法能够在简化工艺流程、缩短制备时间的前提下，使B4C纳米带仍保持较高的纯度和转化率，使生产成本显著降低，具有较为广阔的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种B4C纳米带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、混料：将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中，得到混合物，其中所述聚氨硼烷的摩尔百分含量为30％～40％，所述聚碳硅烷的摩尔百分含量为60％～70％；步骤2、干燥：将步骤1所得的混合物进行烘干，烘干温度为50℃～60℃；步骤3、研磨：将干燥后的混合物研磨成前驱体粉末；步骤4、烧结与取料：将前驱体粉末在保护气体环境下进行烧结，烧结温度达到1400℃时，在保护气体环境下保持该温度0.5h～1.5h，即保温时间为0.5h～1.5h，通过气相沉积法制备B4C纳米带，之后当温度下降后，即可取出烧结产物，即B4C纳米带。

【技术特征摘要】
1.一种B4C纳米带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、混料：将聚氨硼烷和聚碳硅烷均匀分散到四氢呋喃中，得到混合物，其中所述聚氨硼烷的摩尔百分含量为30％～40％，所述聚碳硅烷的摩尔百分含量为60％～70％；步骤2、干燥：将步骤1所得的混合物进行烘干，烘干温度为50℃～60℃；步骤3、研磨：将干燥后的混合物研磨成前驱体粉末；步骤4、烧结与取料：将前驱体粉末在保护气体环境下进行烧结，烧结温度达到1400℃时，在保护气体环境下保持该温度0.5h～1.5h，即保温时间为0.5h～1.5h，通过气相沉积法制备B4C纳米带，之...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟博，王猛，夏龙，张涛，王春雨，王华涛，覃春林，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，威海云山科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37