多孔不銹鋼板上制備氮化硼納米管陣列.pdf

1、隨著納米材料研究的不斷深入，氮化硼納米管（Boron Nitride Nanotubes，BNNTs）以其獨特的性質而受到國內外研究人員的廣泛關注。BNNTs作為一種寬禁帶半導體，具有不受原子結構影響的穩(wěn)定電學性質，此外，BNNTs還具有穩(wěn)定的化學性質、抗氧化性、熱穩(wěn)定性、高熱導率、良好的機械強度等，BNNTs的這些優(yōu)良特性，使其在微納器件、復合材料、氣體存儲等方面展露出廣闊的應用前景。但目前BNNTs的制備方法大都存在著條件苛刻、設備

2、要求度高、產物產量低、純度低等問題，而且制備出的納米管往往分布雜亂、取向不一，這極大程度上阻礙了納米管的性質研究和應用探索。因此，本文前期探索BNNTs的有效制備，再以此為依據，探索取向一致的納米管陣列的有效制備方法。
　　本論文對目前國內外關于BNNTs和定向取向納米管組成的BNNAs（Boron Nitride Nanotube Arrays，BNNAs）的研究進展進行了詳細的綜述，并提出了以多孔不銹鋼板為模板輔助球磨退火法制

3、備BNNAs的實驗方案。依據實驗方案，第一階段探索球磨退火法制備BNNTs的工藝條件，選用無定形硼粉、九水硝酸鐵、氮氫混合氣為原料，以314奧氏體不銹鋼板為模板退火后，獲得大塊的白色粉體材料，經表征產物是結晶度較高的竹節(jié)狀BNNTs，納米管的管長范圍約為2~8μm，管徑范圍約為75~100nm。第二階段，利用電化學腐蝕制備BNNAs生長所需的多孔不銹鋼板基板，并分析直流電壓大小、電解液濃度、腐蝕時間等實驗參數對腐蝕結果的影響。根據實驗結

4、果，發(fā)現隨著直流電壓或電解液濃度的增加，不銹鋼板表面的孔徑逐漸增大，孔洞逐漸加深，但電壓過大或濃度過高時，孔洞逐漸被溶解，規(guī)則的孔狀結構被破壞。同時，隨著電化學腐蝕反應時間的延長，孔的深度不斷加深，但當腐蝕時間過長時，孔狀結構同樣發(fā)生被溶解的狀況。結合前兩個階段實驗結論，采用多孔不銹鋼板輔助的球磨退火法制備BNNAs，與第一階段制備BNNTs的原料配比相同，球磨18h后，加入乙醇制備硼涂料，涂覆于多孔不銹鋼板上放在氮氫混合氣、1150℃