激光诱导相分离制备圆盘状纳米结构

论文摘要

本文将脉冲激光液相烧蚀法和物质的相分离相结合,提出一种制备圆盘状纳米结构的新方法,成功制备出硅纳米圆盘和碳化硅纳米圆盘,并对纳米圆盘的形成机制做了相关研究,主要内容如下:(1)利用脉冲激光液相辐照SiO粉末在去离子水中的悬浮液,研究了SiO在激光引起的极端非平衡条件下的相分离过程,成功制备出硅纳米圆盘;(2)通过改变液相介质、激光脉宽、激光辐照时间和固相原料以及快速退火SiO粉等对比实验,确定了Si纳米圆盘是通过激光引起的固态相分离形成的;(3)利用脉冲激光液相烧蚀SiOC非晶粉末在去离子水中的悬浮液,成功制备出碳化硅纳米圆盘,证实激光诱导固态相分离是一种制备纳米圆盘的普适方法。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米材料形状对其性能的影响
• 1.3 纳米圆盘的研究现状和现存问题
• 1.3.1 纳米圆盘的性能
• 1.3.2 纳米圆盘的制备方法
• 1.3.3 纳米盘制备的现存问题
• 1.4 液相激光法制备纳米颗粒
• 1.5 相分离及其应用
• 1.6 本课题的思路及创新之处
• 第二章 实验原料和实验设备
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验设备
• 2.2.1 激光器
• 2.2.2 85-2 型恒温磁力搅拌器
• 2.2.3 超声（SK2200LH）
• 2.2.4 离心机
• 2.2.5 微观结构分析（TEM）
• 2.2.6 结晶相分析（XRD）
• 2.2.7 扫描电子显微镜（SEM）
• 第三章 液相激光制备硅纳米圆盘
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 硅纳米圆盘的制备
• 3.1.2 氧化还原液相介质
• 3.1.3 长脉宽高能量激光
• 3.1.4 硅粉和去离子悬浮液
• 3.1.5 快速退火
• 3.1.6 大尺寸硅纳米圆盘
• 3.2 硅纳米圆盘的表征
• 3.3 硅纳米圆盘的形成机制
• 3.3.1 氧化还原液相介质对硅纳米圆盘形成的影响
• 3.3.2 激光脉宽和能量对硅纳米圆盘形成的影响
• 3.3.3 激光辐照SiO 去离子悬浮液的高温气态区的反应
• 3.3.4 激光辐照SiO 去离子悬浮液的低温固相区的反应
• 3.4 大尺寸硅纳米圆盘的合成
• 3.5 圆盘状硅纳米晶形成的机理
• 3.6 今后的研究方向
• 第四章 液相激光制备碳化硅纳米圆盘
• 4.1 碳化硅纳米圆盘的制备
• 4.2 实验结果与讨论
• 4.2.1 激光烧蚀前后粉末物质的形貌
• 4.2.2 纳米圆盘的物相分析
• 4.2.3 碳化硅纳米圆盘的形成机理
• 4.3 今后的研究方向
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢