激光法制备硅基系列纳米粉装置及技术

(中国科学院金属研究所)

一、成果内容简介：
陶瓷是国际工业界公认的跨世纪新材料支柱产业之一，从1991年以来每年以8.5％的速度增长，以日、美、德处于领先地位，高技术陶瓷发展关键问题就是解决陶瓷的脆性。因此陶瓷增韧就成为材料界及工业界关注的焦点，纳米复合技术被认为是解决该问题的关键技术途径.金属研究所的科技人员经过十年的努力工作，已研制出生产Si、Si3N4、SiC、Si/N/C、C
等多种纳米粉的技术，并已建成吨级硅基纳米粉生产线。
二、生产线的特点：
1．品种类：纳米Si、SiC、Si3N4、Si/N/C复合粉；
2．光能利用率（一千瓦时激光功
率产粉率）：312g/kw.h；
3．粉产率：≥250~500g/h；
4．一步法工艺：从合成到产品隔氧封装在一个密封系统中连续完成，无中间及后续工序；
5．粉体连续收得率≥95%。
三、粉体的性能指标如下：
1．以硅烷为原料粉体成分：

Name Averge Dianm Shape Main Phasewt% Oxygenwt% Structure

SiC ≤30 Spherical ≥98 ≤1 b-SiC

Si3N4 ≤30 Spherical ≥97 ≤1 Amorphous

Si ≤30 Spherical ≥98 ≤1 Crystalline

2．以有机硅烷为原料粉体成分：

Name Averge Dianm Shape Main Phasewt% Oxygenwt% Structure

SiC ≤30 Spherical ≥95~97 ≤2.3 b-SiC

Si3N4 ≤30 Spherical ≥95~98 ≤2.3 Amorphous

Si/N/C ≤30 Spherical ≥95 ≤2.4 Amorphous

*其它主要杂质为C，除C外的其它杂质为微粉以ppm计
四、采用激光气相合成法制备的硅基纳米粉具有特点：
1．适合制备粒径细的粉系，平均粒度≤50nm；
2．粒径尺寸分布窄，可作到dmax/davc≤2；
3．粒子形状多为球形或等轴体；
4．无硬团聚，分散性好；
5．粒子组织可控，可做晶体粒子，也可做非晶和纳米复合结构的纳米粒子；
6．可做到高纯。
五、目前硅基纳米粉的主要用途：
1．增强增韧高性能陶瓷添加剂；
2．超塑性纳米Si3N4 陶瓷和硅基复合陶瓷的添加剂；
3． Al、Mg等轻金属和有机聚合物的高效添加剂；
4．功能用途，如超精抛光原料、微电子及量子元件是理想材料，特种功能纤维和薄膜涂层组元和涂料。
六、合作方式：
技术转让；出售粉体。
联系人：梁勇线全刚联系电话：024-23971933 23971928