[发明专利]一种高效合成单晶六方氮化硼结构的取代反应方法在审

专利信息
申请号: 201410269988.1 申请日: 2014-06-17
公开(公告)号: CN104233454A 公开(公告)日: 2014-12-24
发明(设计)人: 刘飞;许宁生;邓少芝;陈军 申请(专利权)人: 中山大学
主分类号: C30B1/00 分类号: C30B1/00;C30B29/40
代理公司: 广州新诺专利商标事务所有限公司 44100 代理人: 华辉
地址: 510275 *** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 高效 合成 单晶六方 氮化 结构 取代 反应 方法
【权利要求书】:

1.一种高效合成单晶六方氮化硼结构的取代反应方法,其特征在于,以氧化硼粉末和碳源材料作为反应原料,进行高温取代反应,包括以下步骤: 

(a)原材料的放置:首先将一定量的氧化硼粉末放在坩埚的底端,再按比例将适量的碳源材料均匀覆盖在粉末上层,然后将装有原材料的坩埚传递入反应电炉中; 

(b)取代反应:首先将反应电炉真空度抽至5-20Pa,然后通入N2和/或NH3的混合气体,使反应电炉内维持在一定的气压;再在N2和/或NH3的气氛中,将原材料快速升温至生长温度,并保温生长一段时间,即可通过本取代反应合成单晶氮化硼结构。 

2.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述碳源材料包括:石墨粉末、活性碳粉、非晶碳粉、高还原性碳粉、碳黑、单臂、双臂或多臂碳纳米管。 

3.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述氧化硼粉和碳源材料的质量比例B2O3:C为3:1-10:1。 

4.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述坩埚为高熔点坩埚,包括石墨坩埚、BN坩埚或刚玉坩埚。 

5.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述反应电炉包括热蒸发炉、管式炉、马弗炉、感应热炉、箱式炉、电子束加热炉、微波加热炉或激光加热炉。 

6.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述N2和NH3混合气体的流量比例为100:0-100:20。 

7.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述步骤b中反应电炉内反应系统的气压为0.1-1个大气压。 

8.根据权利要求1所述的取代反应方法,其特征在于:所述步骤b中保温生长的温度为1100-1800℃,升温速率为40-200℃/min。 

9.根据权利要求1~8中任一权利要求所述的取代反应方法,其特征在于:所述步骤b中保温生长时间为2-8小时。 

10.根据权利要求9所述的取代反应方法所获得的单晶六方氮化硼结构是片层结构、带状结构、管状结构、塔状结构或球状结构。 

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