专利名称：一种低维纳米材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种纳米结构陶瓷材料及其制备方法，特别是一种低维纳米材料的制备方法。
背景技术：
目前我国现有的陶瓷材料一般采用烧结方法制备，其硬度高，塑性差，加工困难等很难满足微小器件的要求。纳米结构陶瓷的兴起，标志着对结构陶瓷的研究与开发已进入介于宏观和原子之间的纳米层次，开拓了结构陶瓷的超塑性和低温烧结等新的性能与工艺途径，为结构陶瓷在纳米量级的原料合成、制备、组成、结构、性能和使用功效等方面丰富了其科学内涵，成为结构陶瓷的一个研究前沿。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提供一种低维纳米材料的制备方法。用直流电弧等离子体法制取了Al3O3N陶瓷纳米线。氧氮化铝(Al3O3N)具有优良的光学性能及介电性能。
本发明的目的是这样实现的其特征是以高纯的铝为原材料作为阳极，以金属钨作为阴极，在氧气和氮气的混合条件下，O2∶N2体积比在0.2～0.8之间，总压力为100～700torr范围，电弧电流为100～300A，气体流量5～10l/s，点弧5小时制备Al3O3N陶瓷纳米线。其方法是把直径为5mm钨固定在阴极上，把Al棒放在阳极上，封闭好设备，抽真空到10-3Torr，用Ar气冲洗两遍，再充入氧气和氮气的混合气体，到压力为100～700torr，开始点弧，电弧电流为100～300A，开动循环泵，调节气体流量为5～10l/s，点弧5小时后，停弧，沉降1小时，抽真空到10-2Torr，再充入氩气到一个大气压。样品制备完成。制备出的Al3O3N陶瓷纳米线直径分布为25～200nm，长度达到0.5～30μm，Al3O3N纳米线是尖晶石结构。晶格常数为a＝0.79nm。
本发明的优点是，该方法制备的纳米线纯度高、成本低、操作简单、合成时间短。因此是一种获得高品质的Al3O3N纳米线的制备方法。
图1是Al3O3N纳米线的X-射线衍射图谱图2是Al3O3N纳米线能谱3是Al3O3N纳米线结构示意4是单根Al3O3N纳米线的结构示意5是Al3O3N纳米线的原子面投影图和对应的选区电子衍射图谱
具体实施例方式具体实施方式
是把直径为5mm钨固定在阴极上，把Al棒放在阳极上，封闭好设备，抽真空到10-3Torr，用Ar气冲洗两遍，再充入氧气和氮气的混合气体，到压力为100～700Torr，开始点弧，电弧电流为100～300A，开动循环泵，调节气体流量为5～10l/s，点弧5小时后，停弧，沉降1小时，抽真空到10-2Torr，再充入氩气到一个大气压。样品制备完成。将样品进行测试。
由图1可知，该产品放在X-射线衍射仪的样品架上进行X-射线衍射图谱分析可知样品中有Al3O3N相。由图2、3可知，取样品放在样品铜坐上，把样品送进JSM6301F扫描电镜上观察，发现有很多纳米线，同时作能谱分析确定样品由Al、O、N三种元素组成。制备出的该产品Al3O3N陶瓷纳米线直径分布为25～200nm，长度达到0.5～30μm，由图4、5可知，在上述样品中取一部分样品放进酒精里，用超声波震荡10分钟，用吸管吸出再滴到栅网上，最后送进JEOL2010透射电镜上观察和用它的电子衍射谱分析，确定纳米线是Al3O3N纳米线。该产品中的单根Al3O3N纳米线直径为30nm。该产品Al3O3N纳米线是尖晶石结构。晶格常数为a＝0.79nm。
权利要求
1.一种低维纳米材料的制备方法，其特征是以高纯的铝为原材料作为阳极，以金属钨作为阴极，在氧气和氮气的混合条件下，O2∶N2体积比在0.2～0.8之间，总压力为100～700torr范围，电弧电流为100～300A，气体流量5～10l/s，点弧5小时，其方法是把直径为5mm钨固定在阴极上，把Al棒放在阳极上，封闭好设备，抽真空到10-3Torr，用Ar气冲洗两遍，再充入氧气和氮气的混合气体，到压力为100～700torr，开始点弧，电弧电流为100～300A，开动循环泵，调节气体流量为5～10l/s，点弧5小时后，停弧，沉降1小时，抽真空到10-2Torr，再充入氩气到一个大气压。
2.根据权利要求1所述一种低维纳米材料的制备方法，其特征是，制备出的Al3O3N陶瓷纳米线直径分布为25～200nm，长度达到0.5～30μm，Al3O3N纳米线是尖晶石结构，晶格常数为a＝0.79nm。
全文摘要
本发明提供一种低维纳米材料的制备方法，其主要技术特征是，以金属钨作为阴极，在氧气和氮气的混合条件下，O
文档编号C01F7/00GK1569637SQ20041002124
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月8日 优先权日2004年4月8日
发明者李志杰, 孙维民, 贺连龙 申请人:沈阳工业大学