硅溶胶碳热还原法制备高纯度碳化硅晶须的研究

"碳热还原法合成碳化硅晶须的研究，通过溶胶-凝胶和碳热还原工艺，使用工业硅溶胶和炭黑作为原料，成功制得了高纯度的碳化硅晶须。产物中碳化硅含量超过95%，而碳化硅晶须占比超过74%。这些晶须具有直线形态，表面平滑，直径在0.2至0.5微米之间，长径比在50到200之间。研究还探讨了影响晶须产率和微观结构的关键因素，如碳含量和反应温度的控制，对于优化产物中碳化硅晶须的含量至关重要。" 碳化硅晶须因其优异的化学稳定性和物理特性，如高硬度、高比强度、抗高温氧化性，以及与多种金属和氧化物的良好相容性，被广泛用于金属基和陶瓷基复合材料的增强。例如，在铝基复合材料中加入适量的SiC晶须，可以显著提升材料的弯曲强度和韧性。在SiC/ZrSiO4复相陶瓷中，SiC晶须的引入也极大地增强了抗弯曲强度和断裂韧性。 制备SiC晶须的方法多种多样，包括稻壳合成、有机硅化合物热分解、卤化硅与CCl4反应以及含硅氧化物碳热还原等。然而，这些方法往往存在环境污染、设备复杂或产品纯度不高等问题。尽管稻壳法已实现工业化生产，但其产物中SiC晶须的含量仍然较低，分离难度大。因此，寻求更为先进且高效的制备技术是当前研究的重点。 在该研究中，作者创新性地采用了硅溶胶作为原料来合成SiC晶须，硅溶胶具有来源广泛、价格低廉、无毒且易于提纯的特点。这一方法为碳化硅晶须的工业化生产和研究开辟了新的路径。通过深入探究和优化工艺参数，有望进一步提高晶须的产率和质量，为碳化硅晶须在高性能复合材料领域的应用提供更优质的原料。