煤源灰分对煤基SiC纳米结构及堆积缺陷的影响

詹海鹃，王 康，吴之强，张 娜，吴 丹，刘万毅

(宁夏大学化学化工学院,省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室，银川 750021)

1 引 言

碳化硅(SiC)因其具有稳定的化学性能、高的导热系数、低的热膨胀系数以及优异的耐磨性能而在陶瓷等材料领域占据举足轻重的地位[1-2]。SiC一般具有α-SiC和β-SiC两种晶型，其中β-SiC的半导性比α-SiC高十几倍，且具有更为优异的耐磨性，因此其被广泛应用于超精密研磨、耐磨及耐高温材料领域。目前，国内碳化硅工业主要采用碳热还原法进行碳化硅产品生产，该方法利于大规模生产，但其产品碳化硅以大颗粒为主，产品质量有待提高，且生产过程中易产生CO气体与粉尘污染。采用不同制备方法合成纳米级碳化硅产品特别是β-SiC产品是目前提高碳化硅产品质量的重要途径，例如，采用固相反应烧结法制备泡沫碳化硅材料[3], 采用气相沉积法制备碳化硅薄膜材料[4]，利用电弧放电法制备碳化硅纳米棒[5]，利用溶胶凝胶法制备不同形貌纳米碳化硅[6]，利用熔盐法制备碳化硅纳米球[7]等，其中，溶胶凝胶法操作相对安全、简单，且能耗较低，是一种具有广阔应用前景的合成方法。

煤炭是重要且丰富的碳化硅生产原料来源，但工业产业中获得的煤基碳化硅产品通常为块体产品，精细度较差，致使其在成模或成件过程中残次品率较高，通过制备工艺过程优化获得煤基碳化硅纳米级粉体材料是该领域重要的研发方向。Xiao等[8]采用煤矸石为原料利用碳热还原法制备了纯度为76.01%的碳化硅产品。……