烷的平均分子量为800，粘度为0.02Pa.S。
[0123]步骤四
[0124]按质量比；聚甲基硅烷:交联剂=100:8，配取聚甲基硅烷、交联剂后溶于有机溶剂甲苯中(甲苯与聚甲基硅烷的体积比为2.5:1)，在氮气气氛下，于50°C搅拌反应后升温至130°C，继续搅拌反应，得到含金属聚甲基硅烷；所述交联剂为乙酰丙酮铝。搅拌时控制搅拌速度为600转/min。所得金属改性的聚甲基硅烷的平均分子量为1300，粘度为
0.07Pa.S ；
[0125]得到金属改性的聚甲基硅烷后，将基底，放置于真空浸渍罐中，抽真空，将金属改性的聚甲基硅烷吸入浸渍罐中，真空浸渍3小时后，铺在石墨工装上并移至井式炉中，先抽真空至2000Pa以下后，在通入惰性气体，并控制惰性气体的流量为10ml/min ;接着以5°C /min的升温速率升温至1250°C，并保温2h后随炉冷却至室温，得到碳化硅纳米线；所述井式炉的直径为1.2m,高度为1.6m ;在上述条件下，一炉的产量为2.7g。
[0126]对比例2
[0127]本对比例中，金属改性的聚甲基硅烷是通过下述方法制备出来的:
[0128]聚甲基硅烷的合成方法是已有技术中的钠缩合法；
[0129]所得聚甲基硅烷的平均分子量为400，粘度为0.0lPa.S。
[0130]该步骤按照专利CNlOl 186704中实施例7 (6-7页)所述方法制备的；
[0131]在带有搅拌器、冷凝管、氮气入管的1L三口瓶中，加入聚甲基硅烷3000g，三氟甲基硅氧烷30g，在氮气保护下充分搅拌均匀，再加入AlCl3600g，控制较大的氮气流量1000?5000ml/min，快速搅拌1_2小时后，将速度降至300-400转左右，控制反应温度为30?120°C，充分反应约15-24小时，反应产生的HCl通过导气管，直至导气管产生的气体不再使PH试纸变红，即停止反应，经减压抽虑，得到铝改性聚甲基硅烷。铝改性的聚甲基硅烷的平均分子量为680，粘度为0.2Pa.S。
[0132]得到铝改性的聚甲基硅烷后，将基底，放置于真空浸渍罐中，抽真空，将金属改性的聚甲基硅烷吸入浸渍罐中，真空浸渍3小时后，铺在石墨工装上并移至井式炉中，先抽真空至2000Pa以下后，在通入惰性气体，并控制惰性气体的流量为10ml/min ;接着以5°C /min的升温速率升温至1250°C，并保温2h后随炉冷却至室温，得到碳化硅纳米线；所述井式炉的直径为1.2m，高度为1.6m ;在上述条件下，一炉的产量为1.79g。
[0133]通过实施例1-5，对比例I可以看出，只有过渡金属改性的聚甲基硅烷，才具有自催化作用，制备出大尺寸碳化硅纳米线；本专利所制备的金属改性聚甲基硅烷的黏度低，有利于后期基底的均匀浸渍和大尺寸碳化硅纳米线的大规模生长。
【主权项】
1.一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:以金属改性的聚甲基硅烷为原料，将基底浸入金属改性的聚甲基硅烷后，取出，在保护气氛下烧结，得到大尺寸碳化硅纳米线； 所述金属改性的聚甲基硅烷分子量为1000?1300，粘度为0.04?0.07Pa *S，金属元素与Si的摩尔比为0.5?1:100 ; 所述基底是孔隙率为55-87%的炭质基底； 在保护气氛下烧结时，控制保护气体的流量为8?10ml/min ； 在保护气氛下烧结时，以5?10°C /min的升温速率进行升温至1200°C?1300°C进行保温烧结至少Ih。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:所述金属改性的聚甲基硅烷中所涉及的金属元素选自铁、铜、锆、镍、钼中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:所述金属改性的聚甲基硅烷是通过下述方法制备的: 步骤一 将铝粉加入钠砂中，保护气氛下，搅拌，得到备用钠砂； 步骤二 按Na与Si的摩尔比，Na:Si = 2.5?1:2?I配取备用钠砂和单体；在保护气氛下，先将钠砂装入反应釜中，然后加入有机溶剂；搅拌，升温至70-85°C后，分至少2次将配取的单体滴入反应釜中，搅拌，进行回流反应；得到反应后液；所述单体为二氯甲基硅烷； 步骤三 在保护气氛下，对步骤二所得反应后液进行离心处理，离心所得液体在保护气氛下经蒸馏处理，得到聚甲基硅烷； 步骤四 按质量比；聚甲基硅烷:交联剂=100:2?8，配取聚甲基硅烷、交联剂后溶于有机溶剂中，在保护气氛下，于40?50°C搅拌反应后升温至120?150°C，继续搅拌反应，得到含金属聚甲基硅烷；所述交联剂为乙酰丙酮金属盐；所述乙酰丙酮金属盐选自乙酰丙酮铜、乙酰丙酮锆、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮镍、二(乙酰丙酮)氧化钼中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:步骤一中， 所述铝粉的粒度为30-50um，钠砂的粒度为0.5-10um ； 所述备用钠砂中Al与Na的质量比为1:12?1:15。5.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于: 步骤一中，步骤二中所述有机溶剂选自甲苯、二甲苯、苯、四氢呋喃、二甲亚砜中的一种； 步骤二中，有机溶剂与所配取单体的体积之比为6:1?8:1 ; 步骤二中，所配取的单体分3-6次加入反应釜中，每次加入采用滴加的方式加入，滴加的速度为20-30mL/min ;每次滴加完成后，搅拌120?180min后再进行下一次的滴加；步骤二中，进行回流反应时，所用冷凝剂为低粘度硅油；所述硅油的粘度为10cps-15cps ;所述搅拌的速度为100-130转/分钟。6.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:步骤三所得聚甲基硅烷的分子量为800?900，粘度为0.02?0.03Pa.S。7.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于: 步骤四中，有机溶剂与聚甲基硅烷的体积比为5:1-1:1 ; 步骤四中，搅拌时，控制转速为400-600转/min。8.根据权利要求1所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:所述基底为碳纤维毡或2.5D碳纤维预制体。9.根据权利要求8所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:将碳纤维毡或2.f5D碳纤维预制体作为生长基底后，放置于真空浸渍罐中，抽真空，将金属改性的聚甲基硅烷吸入浸渍罐中，控制金属改性聚甲基硅烷的温度为60-120°C，真空浸渍1-3小时后，铺在石墨工装上并移至井式炉中，先抽真空至2000Pa以下后，在通入惰性气体，并控制惰性气体的流量为8-10ml/min ;接着以5_10°C /min的升温速率升温至1200°C -1300°C，并保温l_6h后随炉冷却至室温，得到碳化硅纳米线；所述生长基底的尺寸为长550mmX宽550mmX高15mm、所述井式炉的直径为1.2m，高度为1.6m ;在上述条件下，一炉的产量可达10g 级。10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种大尺寸碳化硅纳米线的制备方法；其特征在于:所述大尺寸碳化硅纳米线的长度为1-3厘米，直径为100-65nm。
【专利摘要】本发明涉及一种碳化硅纳米线的制备方法；特别涉及一种超长大尺寸碳化硅纳米线的批量制备方法。本发明以分子量为1000～1300、粘度为0.04～0.7Pa·S的金属改性的聚甲基硅烷为原料，将基底浸入金属改性的聚甲基硅烷后，取出，在保护气氛下，于1200℃～1300℃进行保温烧结，得到大尺寸碳化硅纳米线。本发明制备工艺简单、高效、能适用于大规模的工业化应用和生产。
【IPC分类】B82Y40/00, C01B31/36
【公开号】CN105217635
【申请号】CN201510753738
【发明人】刘沙, 钟丹, 陈灵涛, 金辉亚
【申请人】湖南博望碳陶有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月6日