微波加热催化反应低温制备β-SiC粉体

作     者：王军凯 张远卓 李俊怡 张海军 李发亮 韩磊 宋述鹏 WANG Jun-Kai ZHANG Yuan-Zhuo LI Jun-Yi ZHANG Hai-Jun LI Fa-Liang HAN Lei SONG Shu-Peng

作者机构：武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2017年第32卷第7期

页      面：725-730页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51472184 51472185) 湖北省教育厅高等学校优秀中青年科技创新团队计划(T201602)~~ 

主　　题：β-SiC 微波加热 催化反应 密度泛函理论 

摘      要：以硅粉和酚醛树脂为原料,硝酸镍为催化剂前驱体,采用微波加热催化反应法,在流通氩气气氛中1150℃/0.5 h反应后合成了β-SiC粉体。研究了反应温度、催化剂用量和保温时间等对合成β-SiC的影响。采用XRD、SEM和TEM对产物的物相组成及显微结构进行了表征。结果表明:微波加热条件下,无催化剂存在时,β-SiC的完全合成温度为1250℃;而添加1.0wt%的Ni作催化剂时,1150℃/0.5 h反应后即可合成纯相的β-SiC。所合成的试样中都存在着颗粒状和晶须状两种SiC,加入催化剂后会使试样中β-SiC晶须的长径比变大。密度泛函理论(DFT)计算结果表明,Ni-Si合金纳米颗粒的形成使Si原子之间的键长拉长,弱化了Si原子之间的结合强度,进而促进了Si粉在低温下的碳化反应。