[发明专利]一种氮化硅纳米无纺布及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化硅纳米无纺布，其特征在于氮化硅纳米无纺布是由氮化硅纳米纤维自组装交叉叠加在一起形成，氮化硅纳米无纺布的厚度为0.5~20mm，其中，氮化硅纳米纤维为α-Si₃N₄的单晶相，单根氮化硅纳米纤维直径为30~300nm，长度达到0.1~60mm。

2.根据权利要求1所述的一种氮化硅纳米无纺布，其特征在于氮化硅纳米无纺布的厚度为10~40mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种氮化硅纳米无纺布，其特征在于单根氮化硅纳米纤维直径为100~200nm，长度达到5~40mm。

4.如权利要求1所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于氮化硅纳米无纺布的制备方法是通过以下步骤实现的：

一、非晶态Si-B-O-C复合粉体的制备：a、按C和Si摩尔比为2~5:1的比例将蔗糖加入硅溶胶中，再加入硼酸，搅拌3~5h得复合溶胶，然后将复合溶胶在70~120℃的温度下放置60~84h得干凝胶粉，其中加入的硼酸与硅溶胶中硅元素的摩尔量为0.03~0.16:1；b、将a步骤得到的干凝胶粉置于管式炉内，然后以500~1000mL/min的速率通入惰性气体，然后再以8~12℃/s的升温速率加热到700~1000℃，保温0.5~2h，然后随炉冷却即得非晶态Si-B-O-C复合粉体；

二、氮化硅纳米无纺布的制备：a、将步骤一得到的非晶态Si-B-O-C复合粉体放入坩埚底部，然后将坩埚放入气氛烧结炉中，然后抽真空至气氛烧结内真空度低于1Pa；b、向气氛烧结炉内通入氮气至炉内气体压强为0.1~2MPa，然后气氛烧结炉以5～30℃/min的速率升温，升温到1200～1600℃，再保温烧结5～360min，随炉冷却至室温，即得氮化硅纳米无纺布。

5. 根据权利要求4所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于步骤一a中加入的硼酸质量与硅溶胶中硅摩尔量的比例为0.08~0.12:1。

6.根据权利要求4或5所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于步骤二b中向气氛烧结炉内通入氮气至炉内气体压强为0.5~1.5MPa。

7.根据权利要求6所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于步骤二b中然后气氛烧结炉以10～20℃/min的速率升温。

8.根据权利要求4、5或7所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于步骤二b中升温到1400～1550℃。

9.根据权利要求8所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于步骤二b中再保温烧结60～240min。

10.根据权利要求8所述的一种氮化硅纳米无纺布的制备方法，其特征在于步骤二b中再保温烧结100～180min。