アルカリ金属媒体を利用した多元系炭化ケイ素の合成

碱金属介质合成多元碳化硅

基本信息

批准号：
18655083
负责人：
山根久典
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

低温、低圧力のより穏和な条件で物質合成が可能な新たなプロセスの開拓は、既存の無機材料合成の高効率化や、従来法では合成が困難な結晶相の作製、および新規物質の発見につながることが期待される。化学反応は、反応に関与する原子間での電子の授受により生じる。本申請者らは、アルカリ金属元素のひとつであるナトリウム(Na)の融液が電子を潤沢に供給する反応場となり、この活性反応場を利用した新たな反応・合成プロセスが構築できるのではないかと考えた。そして昨年度、この手法を利用することにより、炭素(C)の原料となるフラーレン粉末とシリコン(Si)粉末の混合物から、900-1000Kの加熱でβ型の炭化ケイ素(SiC)ナノ粉末が得られることを明らかにした。この合成温度は、従来のSiC合成の一般的な温度に比べて200 K以上低かった。本年度は、安価な炭素源であるカーボンブラックとSi粉末を原料とし、これらの混合物の圧粉成形体をAr雰囲気のNa蒸気中で加熱したところ、1000KでSiCの多孔体を合成することができた。SiCの理論密度に対する相対密度は原料中の炭素量の増加とともに減少する傾向が見られ、Si:C=1:4の原料を用いた場合、24%となった。電子線回折で合成された試料がβ-SiCであることが確認され、電子顕微鏡で大きさ数十〜数百nmの粒子が多数結合した組織が観察された。細孔分布を測定した結果、直径3〜4nmにピークがみられ、比表

在低温和低压力下允许在较温和的条件下进行材料合成的新工艺的发展，预计将提高效率的现有无机材料的效率，产生的结晶相，难以使用常规方法合成的结晶相以及新材料的发现。当对反应中涉及的原子之间交换电子时，会发生化学反应。申请人认为，碱金属元素之一钠（Na）的熔体可能会成为一个提供大量电子的反应场，并且可以使用此主动反应场来构建新的反应和合成过程。去年，可以通过使用这种方法，可以从富勒烯粉末粉末和硅（SI）粉末的混合物中获得β型碳化硅（SIC）纳米蛋白，它们是碳（C）的原料（C），加热为900-1000k。该合成温度比常规SIC合成的典型温度低200 k。今年，我们将廉价的碳源，碳黑色和Si粉作为原材料，当在AR大气中将这些混合物的粉末压实物体在Na蒸气中加热时，可以在1000K下合成多孔的SIC体。 SIC与理论密度的相对密度倾向于随着原材料中的碳含量的增加而降低，当使用Si：C = 1：4的原料时，它是24％。已经证实，通过电子衍射合成的样品为β-SIC，并且在电子显微镜下观察到了许多颗粒的大小几十至数百nm的结构。测量孔分布并在3-4 nm的直径下发现峰，并且比率图。