埋碳条件下石墨烯与硅粉反应过程研究

作者：郁柏松; 朱业宁; 席子建; 苏玉庆; 孙苗苗; 魏军从; 涂军波^*; 王义龙

来源：耐火材料, 2023, 57(01): 45-54.

• 埋碳
• 石墨烯
• SiO2微球
• SiC纳米线

为探究埋碳条件下石墨烯与硅粉的反应过程，对多层石墨烯(层数<30)和w(Si)=99.47%的硅粉于不同温度下(1 000、1 100、1 200、1 300、1 400、1 500、1 600℃)热处理3 h,结合反应后试样的物相组成和显微结构，对试样的反应过程进行热力学分析和机制探究。结果表明：1)热处理温度为1 000℃时，试样中出现了以SiC为晶核的无定形SiO2微球；2)热处理温度为1 200℃时，生成以SiC纳米线为桥和桥上的无定形SiO2球体构成的串珠状晶须；3)热处理温度<1 400℃时，SiO2微球和串珠状晶须的含量、直径均随着温度的升高逐渐增大；4)热处理温度为1 500℃时，发生碳热还原反应，无定形SiO2含量逐渐减少，SiC纳米线含量增多；5)热处理温度为1 600℃时，试样内均是SiC纳米线，且SiC纳米线的生长主要遵循气-固反应机制。

• 单位
  华北理工大学; 唐山市国亮特殊耐火材料有限公司