[发明专利]一种形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料，其特征在于：SiO₂原位生长在SiC表面形成界面紧密结合的核壳结构纳米复合材料，此复合材料可长成纳米纤维状，其直径为10-50nm，长径比大于20:1；此复合材料亦可长成纳米球形颗粒状，其平均粒径为20-70nm。

2.一种如权利要求1或2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)以平均粒径为1.5μm和纯度为99.9％的SiC粉为原料，与一定量的PVA溶液混合搅拌、造粒；

(2)将混合了PVA溶液的SiC微粒放入压片机中于10-40MPa的压力下轴压1-5min，出模后得到SiC圆片；

(3)将步骤(2)所得的SiC圆片放入透明密封容器中，不添加任何催化剂，仅使用混合气体控制烧结气氛，使用Nd∶YAG激光作为加热源在一定功率密度下进行烧结得到形貌可控的SiO₂原位包覆SiC核壳结构纳米复合材料。

3.根据权利要求2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所用PVA溶液的质量浓度为5-15％，PVA与SiC粉末的质量比为1-10％。

4.根据权利要求2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中压制所得SiC圆片的直径为2-10mm，圆片厚度在1-5mm。

5.根据权利要求2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的透明密封容器能使垂直入射的Nd∶YAG激光透过容器窗口到达SiC圆片。

6.根据权利要求2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的激光光源为连续波模式的Nd∶YAG激光作为加热源进行烧结，在整个烧结过程中引导激光束并保持激光照射在样品的中心。

7.根据权利要求2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的混合气体为氩气和氧气的混合气体。

8.根据权利要求2所述的形貌可控的二氧化硅原位包覆碳化硅核壳结构纳米复合材料的制备方法，其特征在于：所述所用激光束直径为1-5mm，功率密度为0.1-10kW/mm²，扫描速度为120-600mm/min，烧结时间为1-60s。