Si基與Fe基納米材料的若干探索.pdf

1、本文主要有三個(gè)方面的工作：1.碳納米管與塊體硅材料高溫反應(yīng)的研究；2.SiO2納米線表面附著Fe顆粒的混雜納米結(jié)構(gòu)的研究；3.直接氧化法制備Fe2O3納米線及生長機(jī)理研究。 1.本文研究了碳納米管(CNT)和硅片在高溫下生成SiC納米線的反應(yīng)機(jī)理，分析了在本試驗(yàn)條件下碳納米管和SiC納米線的穩(wěn)定性。首先以甲烷為原料，采用傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積(CVD)法成功制備碳納米管，然后將制備的碳納米管與Si片在高溫下進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果生成了兩種形

2、態(tài)不同的SiC納米線，對(duì)試驗(yàn)條件下碳納米管和SiC納米線的穩(wěn)定性進(jìn)行了深入的探討。結(jié)果表明：在本系統(tǒng)中，由于管式爐中氧的存在使得碳納米管和揮發(fā)的Si原子分別與氧發(fā)生反應(yīng)生成了CO和SiO，二者在不同的溫度區(qū)間發(fā)生反應(yīng)生成了兩種SiC納米線，一種是純的SiC納米線，另一種是表面包覆SiO2的SiC納米線。 2.本文通過直接加熱Si片和Fe粉的方法合成了SiO2納米線表面分布Fe顆粒的混雜納米結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，SiO2納米線和Fe

3、納米顆粒分別通過直接加熱單晶Si片和Fe粉而得到，其直徑分別為20-40納米和3-20納米。Fe納米顆粒的形核、長大遵循固-氣-固生長機(jī)制，即Fe粉先升華，然后大量的Fe原子沉積在已經(jīng)制備的SiO2納米線表面，隨著溫度的降低，F(xiàn)e原子凝結(jié)成Fe納米顆粒。 3.通過在空氣中直接加熱28微米(500目)Fe粉、500納米以及1微米厚的Fe膜分別制備了Fe2O3納米線和細(xì)小的Fe2O3納米微晶。納米線直徑從根部到頂部逐漸減小，底部尺寸