一、納米碳化硅粉體制備方法簡(jiǎn)介

1、溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是采用特定的納米材料前軀體在一定的條件下水解，形成溶膠，然后經(jīng)溶劑揮發(fā)及加熱等處理，使溶膠轉(zhuǎn)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，在經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)暮筇幚砉に囆纬杉{米材料的一種方法。用蔗糖和正硅酸乙酯（TEOS）為前軀體，用溶膠-凝膠法通過(guò)合理控制反應(yīng)條件，能得到粒徑為15-20nm左右的β-碳化硅粉。此種工藝方法具有成本低廉，工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，但生產(chǎn)出的納米碳化硅粉體團(tuán)聚現(xiàn)象較為明顯。

2、激光誘導(dǎo)氣相反應(yīng)合成法

激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相反應(yīng)法是利用激光來(lái)引發(fā)、活化反應(yīng)物系，從而合成高品位納米材料的一種方法。采用雙反應(yīng)室激光氣相合成納米粉體裝置，以六甲基二硅胺烷、乙炔、硅烷為原料，可以制備粒徑20-30nm的碳化硅材料。此方法制作工藝精確，納米粉體呈球形，無(wú)嚴(yán)重團(tuán)聚，但要求儀器、設(shè)備精密度高，技術(shù)要求較高。

3、熱化學(xué)氣相反應(yīng)法(CVD 法) 

熱化學(xué)氣相反應(yīng)法, 又稱化學(xué)氣相沉積法。該方法應(yīng)用非常廣泛, 可以用來(lái)制備粉體、晶須、纖維、薄膜和體材料等, 近20 年來(lái)主要應(yīng)用在半導(dǎo)體薄膜技術(shù)上。隨著納米材料研究的深入, 現(xiàn)已成為制備納米粉體和薄膜的主要技術(shù)。采用CVD 法制備納米粉體, 有利于獲得最佳工藝條件, 并達(dá)到納米粉體組成、形貌、尺寸、晶相等的可控。

二、納米碳化硅在復(fù)合材料領(lǐng)域應(yīng)用簡(jiǎn)介

1、改性高強(qiáng)度尼龍材料：納米碳化硅粉體顆粒在高分子復(fù)合材料中相容性好，分散度好，基本結(jié)合性好，改性后尼龍合金抗拉強(qiáng)度提高，耐磨性能提高。該材料主要用于裝甲履帶車(chē)輛高分子配件、汽車(chē)轉(zhuǎn)向部件，紡織機(jī)械，礦山機(jī)械襯板等部位。

2、改性特種工程塑料聚醚醚酮（PEEK）耐磨性能：用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理后的納米碳化硅，在添加量為5%~10%時(shí)，可大大改善和提高PEEK的耐磨性。（用微米級(jí)碳化硅填充PEEK的磨損方式以梨削和磨粒磨損為主，而用納米級(jí)碳化硅填充PEEK的磨損方式以輕微的粘著轉(zhuǎn)移磨損為主。）

3、金屬表面納米碳化硅復(fù)合鍍層：采用納米級(jí)微粒第二項(xiàng)混合顆粒，鎳為基質(zhì)金屬，在金屬表面形成高致密度，結(jié)合力非常好的電沉積復(fù)合鍍層，其金屬表面具有超硬（耐磨）和減磨（自潤(rùn)滑）耐高溫的特點(diǎn)。其復(fù)合鍍層顯微硬度大幅度提高，耐磨性提高2-5倍；使用壽命提高2-5倍；鍍層與基體的結(jié)合力提高30-40%，覆蓋能力強(qiáng)，鍍層均勻、平滑、細(xì)致。

4、納米碳化硅粉體在聚四氟乙烯樹(shù)脂里添加百分之一時(shí)，就可以大輻增加聚四氟乙烯加工成型后的耐磨損能力。

5、納米碳化硅在橡膠輪胎中的應(yīng)用：添加一定量的納米碳化硅在不改變?cè)z配方前提下進(jìn)行改性處理，在不降低其原有性能和質(zhì)量的條件下，耐磨性可提高15%~30%。另外，納米碳化硅還應(yīng)用在橡膠膠輥、打印機(jī)定影膜等耐磨損、高散熱性、耐高溫等橡膠產(chǎn)品中。

6、其他應(yīng)用：高性能結(jié)構(gòu)陶瓷（如火箭噴嘴、核工業(yè)等）、吸波材料、抗磨潤(rùn)滑油脂、高性能剎車(chē)片、高硬度耐磨粉末涂料、復(fù)合陶瓷增強(qiáng)增韌等。

小結(jié)：納米碳化硅材料不單是指納米微粉，還有碳化硅納米線（可以簡(jiǎn)單理解為納米級(jí)的碳化硅晶須）。碳化硅納米線的彈性、硬度、韌性等機(jī)械性能都比碳化硅塊體、碳化硅晶須要高。一維納米結(jié)構(gòu)的碳化硅極有希望成為陶瓷、金屬、聚合物基材料的增強(qiáng)劑。碳化硅納米材料比傳統(tǒng)的碳化硅材料具有更優(yōu)異的性能，能夠達(dá)到高新技術(shù)領(lǐng)域的嚴(yán)格要求，作為一種具有廣泛用途的納米結(jié)構(gòu)材料，對(duì)其進(jìn)行深入而廣泛的研究是很有意義的。

(粉體圈 作者：敬之)