一維碳化物納米材料的制備與性能研究進(jìn)展

杜軍，蔡明柱，嚴(yán)石靜，孫慶承，尹彩流

一維碳化物納米材料的制備與性能研究進(jìn)展

杜軍，蔡明柱，嚴(yán)石靜，孫慶承，尹彩流

(廣西民族大學(xué) 材料與環(huán)境學(xué)院，南寧 530006)

一維碳化物納米材料具有高強(qiáng)度、高硬度、高化學(xué)穩(wěn)定性、低電阻率及強(qiáng)抗氧化腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，在超導(dǎo)材料、高溫涂層材料、切割工具材料、超強(qiáng)增韌材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)現(xiàn)有一維碳化物納米材料的研究進(jìn)展，本文重點(diǎn)綜述了該種材料的合成方法、生長機(jī)理、微觀結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)等方面的研究進(jìn)展，并對該領(lǐng)域的發(fā)展空間進(jìn)行了展望，期望為一維碳化物納米材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用提供參考。

一維；納米材料；碳化物；制備；生長機(jī)理；微觀結(jié)構(gòu)；性能特點(diǎn)

一維碳化物納米結(jié)構(gòu)(如碳化物納米線、納米棒等)，由于尺寸達(dá)到納米尺度，其在光學(xué)、電子、機(jī)械以及傳感設(shè)備中備受關(guān)注[1?4]。隨著碳化物材料研究的持續(xù)深入，微米尺度上能實(shí)現(xiàn)的一些功能，在納米尺度上實(shí)現(xiàn)也成為一種可能。碳化物材料本身具有諸多特性，如強(qiáng)抗氧化和耐腐蝕能力、超高強(qiáng)度和彈性模量、低熱膨脹系數(shù)和良好導(dǎo)電能力等，因此一維碳化物納米材料在電子學(xué)、環(huán)境、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都擁有廣闊應(yīng)用前景[1?4]。

碳化物按照其鍵型劃分為三種類型，即離子型碳化物[1, 5?8, 10]、共價(jià)型碳化物[11?13]和間充型碳化物[14?19]。目前對一維碳化物的研究主要集中在材料種 類[2]、制備方法[2]、材料性能及相關(guān)應(yīng)用上[3?4]。相關(guān)應(yīng)用則主要集中在場發(fā)射裝置[1]、催化材料[3?4]、超導(dǎo)電材料[5]、儲(chǔ)能材料[7]、吸波材料[11, 13]等領(lǐng)域。盡管拓展了一維碳化物納米材料的種類并在相關(guān)應(yīng)用上進(jìn)行了探索，但整體而言，一維碳化物納米材料的研究缺乏系統(tǒng)性總結(jié)。本文結(jié)合現(xiàn)有一維碳化物的研究現(xiàn)狀，較為全面地總結(jié)對比了該種材料的合成方法、生長機(jī)理、微觀結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)等方面的研究進(jìn)展，并對該領(lǐng)域的發(fā)展空間進(jìn)行展望，期望為一維碳化物納米材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用提供參考。

1 離子型一維碳化物

1.1 CaC2

乙酰化碳化物存在多態(tài)性，高溫下晶體結(jié)構(gòu)呈無序狀，制備過程中的壓力狀態(tài)被認(rèn)為是引導(dǎo)乙?；蓟锝Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的誘因，相關(guān)研究也證實(shí)了這一點(diǎn)[20?21]。CHEN等[20]研究表明，5 GPa左右的壓力下，Li2C2中的啞鈴單元有望聚合成鋸齒形的碳原子鏈。NYLEN等[21]發(fā)現(xiàn)單斜CaC2在2 GPa以上的壓力下不穩(wěn)定，四方CaC2可能在10～12 GPa之間發(fā)生輕微的結(jié)構(gòu)變化。

1.2 Al4C3

制備過程中的壓力對部分乙?；蓟镒罱K結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，相比較而言，Al4C3則更加穩(wěn)定。作為離子型碳化物的一種，Al4C3屬于烯丙胺類化合物，性質(zhì)穩(wěn)定，不顯示出任何活性功能，長久以來僅被當(dāng)作結(jié)構(gòu)材料使用，局限了其應(yīng)用領(lǐng)域，但對其在納米尺度下的性質(zhì)和應(yīng)用研究卻從未停止。SUN等[22]通過氣?固生長機(jī)制(vapor-solid growth mechanism, VS)，如圖1所示，制備Al2O3薄層包覆的Al4C3納米線。該種結(jié)構(gòu)的Al4C3納米線作為電子發(fā)射材料，具有良好的發(fā)射電流穩(wěn)定性，波動(dòng)小于15%。為了更好地拓展Al4C3納米線的應(yīng)用領(lǐng)域，SUN等[1]通過氣?液?固生長機(jī)制(vapor-liquid-solid mechanism, VLS)，如圖2所示，以高定向熱解石墨(highly oriented pyrolytic graphite, HOPG)為襯底，成功合成了Al4C3和Al4O4C納米線陣列，如圖3(a)所示，納米線大規(guī)模陣列化排列，為該類型一維碳化物材料應(yīng)用于微納米器件提供數(shù)據(jù)支撐，具有重要意義。

圖1 VS生長機(jī)制示意圖[22]

圖2 VLS生長機(jī)制示意圖[1]

圖3 多種一維碳化物納米材料形貌圖[1, 2, 14, 16, 31, 33, 35, 38]

綜上所述，離子型碳化物既可按照金屬元素不同也可按照碳鍵類型不同分類，而對離子型一維碳化物納米材料的報(bào)道較少，后續(xù)還需對該種材料的形成機(jī)理、結(jié)構(gòu)形貌、性能應(yīng)用等方面進(jìn)行深入研究。

2 共價(jià)型一維碳化物

共價(jià)型碳化物，主要是硅和硼的碳化物，碳原子與硅原子或者硼原子以共價(jià)鍵結(jié)合，屬于原子晶體，一般不與水或硝酸作用，具有化學(xué)穩(wěn)定[8]、高熔點(diǎn)[9]和高硬度[10]的特點(diǎn)，如碳化硅(SiC)[11?12]、碳化硼(B4C)[13]，可用作耐火材料和研磨粉。

2.1 SiC

SiC作為新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有高強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性和優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性等特性，可用于功能陶瓷和耐火材料等。一維碳化硅納米材料在繼承SiC性能的同時(shí)，因其納米尺寸及結(jié)構(gòu)特征還擁有高韌性、高彈性模量、耐高溫氧化和良好光電特性等性質(zhì)，在陶瓷復(fù)合材料、場效應(yīng)晶體管材料以及電子和光學(xué)納米器件材料中，有著廣泛的應(yīng)用前景[10?12, 23?31]。目前為止，制備一維碳化硅納米材料的方法有化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)[24?25]、碳納米管輔助反應(yīng)法[26]、碳熱還原法[27]、聚合物前驅(qū)體熱解 法[28]和熱蒸發(fā)法[29]等。所用碳源通常來源于傳統(tǒng)化石碳源，大多價(jià)格昂貴且無法再生，不利于可持續(xù)發(fā)展。隨著科學(xué)研究的逐漸深入，人們逐漸將目光轉(zhuǎn)向自然界，期待從自然界中獲取制備材料的靈感。自然界中植物資源豐富，且結(jié)構(gòu)多樣、元素富集，是合成碳化物材料的理想綠色碳源。其中，竹子在眾多植物材料中有著獨(dú)特的優(yōu)勢，如品種多、分布廣以及生長速度快等特點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型的可再生資源。同時(shí)，竹子為分級多孔結(jié)構(gòu)，具有吸附功能，可作為模板使用。如圖3(b)所示，TAO等[2]以竹子為植物模板采用一步碳熱還原法成功制備出SiC納米線材料。該方法制備的SiC納米線頂端有金屬催化劑顆粒，是典型的VLS生長機(jī)理。薛濤等[30]選用廢棄棉短絨作為碳源兼模板，同樣成功合成出納米SiC纖維。綜上，無論是選用竹子或棉纖維，碳源皆來源于自然界，從自然界中獲取靈感用于制備該種類型碳化物納米材料，為其他材料的制備提供了參考。對天然材料進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，部分天然材料在提供碳源和結(jié)構(gòu)模板的同時(shí)，也能提供合成碳化物所需化學(xué)元素，實(shí)現(xiàn)元素遺傳，這進(jìn)一步拓展了天然生物材料的使用寬度。如稻殼是一種典型的農(nóng)業(yè)廢料，研究發(fā)現(xiàn)稻殼本身除含有大量有機(jī)物以外，還含少量SiO2和其他無機(jī)元素，可用于生產(chǎn)硅基或碳基材料[31]。如圖3(c)所示，WENG等[31]以稻殼為植物模板，采用熔融鹽輔助電化學(xué)方法，一步無模板合成SiC NW/C復(fù)合材料。該復(fù)合材料的成功制備，說明通過選擇合適的天然生物材料，可以實(shí)現(xiàn)從天然生物材料中遺傳特定元素至所制備材料中。用該種方法合成的SiC NW/C復(fù)合材料還具有特殊的多孔結(jié)構(gòu)，提高了復(fù)合材料的比表面積，利于離子的傳導(dǎo)和運(yùn)輸，顯示出優(yōu)異的吸附性能和催化性能。

2.2 B4C

B4C與SiC類似，同屬共價(jià)型碳化物，因其特殊結(jié)構(gòu)具備許多優(yōu)異性能，如高強(qiáng)度、高硬度、高熔點(diǎn)，同時(shí)還具有低密度、低膨脹系數(shù)、良好的導(dǎo)電性、優(yōu)越的催化性、強(qiáng)耐化學(xué)腐蝕性以及高熱中子吸收性 能[2, 13, 32?33]，且制備工藝簡單，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著材料領(lǐng)域納米化和復(fù)合化的發(fā)展趨勢，一維B4C納米材料也逐漸受到人們的關(guān)注。TAO等[2]用竹基碳熱法成功制備出B4C納米線，用天然竹材料為B4C納米線的制備提供碳源兼模板，并極大地簡化了合成步驟。該種方法合成B4C納米線，符合VLS生長機(jī)制，竹子高溫?zé)峤膺^程中產(chǎn)生烴類氣體，持續(xù)提供碳源，合成出的B4C納米線頂端有明顯的催化劑顆粒。對B4C納米線的研究，不僅體現(xiàn)在合成方法上，相關(guān)應(yīng)用的探究也從未停止。KIRIHARA等[32]通過碳熱還原法成功合成了B4C納米線，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)該納米線在435 K下塞貝克系數(shù)(seebeck)最大為350 μV/K，熱電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)異，是一種理想的熱電材料。LOU等[33]利用碳納米纖維作為模板兼碳源，通過催化劑輔助法合成了B4C納米線(見圖3(d))，將其用于鋰硫電池負(fù)極材料，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)該材料在1C下經(jīng)500次循環(huán)，放電容量高達(dá)815 mAh/g，容量保持率為80%，每圈容量下降率僅為0.04%，展現(xiàn)出良好的電學(xué)特性。

B4C與SiC作為最具代表的共價(jià)型一維碳化物，相關(guān)研究主要圍繞合成方法、生長機(jī)理、結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及實(shí)際應(yīng)用，后續(xù)還需考慮如何進(jìn)一步增加該類一維碳化物的種類。

3 間充型一維碳化物

間充型碳化物又稱金屬型碳化物，如碳化鈮(NbC)[14]、碳化鉭(TaC)[15]、碳化鈦(TiC)[16]、碳化鎢(WC)[17]、碳化銀(Ag2C2)[18]、碳化鉿(HfC)[19]等，此類型碳化物為離子鍵和共價(jià)鍵。

3.1 NbC

NbC是最重要的過渡金屬碳化物之一，因其優(yōu)異的性能，如高的熱穩(wěn)定性、耐腐蝕、耐磨性、良好的催化性、高導(dǎo)電性和高熔點(diǎn)等，備受關(guān)注，廣泛應(yīng)用于電阻爐加熱元件及硬質(zhì)合金中[2?3, 14]。碳熱法是制備一維NbC納米材料的常見方法，受自然界生物多樣性的啟發(fā)，DU等[14]利用天然竹屑為碳源及模板，用生物模板法成功合成了NbC納米線陣列(見圖3(e))，極大地簡化了NbC納米線合成過程并降低經(jīng)濟(jì)成本，將生物材料首次應(yīng)用到制備NbC納米線過程中，進(jìn)一步驗(yàn)證了利用天然生物材料制備碳化物納米線的可行性。作者通過對單根NbC納米線的力學(xué)和電學(xué)性能測試發(fā)現(xiàn)，其彈性模量平均值為(338±55) GPa，電阻率大約為5.02 mΩ·cm，顯示出優(yōu)異的力學(xué)性能和電學(xué)性能，為NbC納米線的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。QIU等[3]隨后根據(jù)NbC納米線(見圖4(a))電學(xué)性能優(yōu)異這一特性，負(fù)載Pt納米粒子作為直接甲醇燃料電池(direct methanol fuel cells, DMFCs)高性能催化劑。如圖4(b)所示，與Pt/C催化劑和Pt/竹炭催化劑相比，Pt/NbC NW催化劑具有顯著的催化活性。其CV曲線正向峰值電流密度為766.1 mA/mgPt，大大高于Pt/C催化劑(221.7 mA/mgPt)和Pt/竹炭催化劑(53.5 mA/mgPt)。如圖4(c)，(d)所示，Pt/NbC NW催化劑在循環(huán)200次后其峰電位仍保持穩(wěn)定，峰值電流密度僅損失2.4%，遠(yuǎn)小于Pt/C催化劑損失的19.4%和Pt/竹炭催化劑損失的12.4%，上述結(jié)果表明NbC納米線在催化領(lǐng)域具有應(yīng)用價(jià)值。

3.2 TiC

TiC作為另一種具有代表性的過渡金屬碳化物，擁有許多優(yōu)異的性質(zhì)，如高硬度、低密度、高熔點(diǎn)、高彈性模量以及低熱膨脹系數(shù)等，是電和熱的良導(dǎo)體，常用于硬質(zhì)合金和高溫材料中，在催化、電子等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[4, 16, 34]。對該種納米線的報(bào)道主要圍繞合成方法、生長機(jī)理、結(jié)構(gòu)特性以及實(shí)際應(yīng)用等。YUAN等[34]利用氯化物輔助碳熱反應(yīng)合成TiC納米線，該TiC納米線具有高的比表面積，吸波性能優(yōu)異，在11.8 GHz時(shí)強(qiáng)吸收，吸收寬度3.0 GHz，最小反射損耗為?51.0 dB。一維TiC除了以納米線的形式存在，還可以納米棒的形式存在。TAO等[16]利用棉纖維為碳源兼模板生物模板法成功合成了單晶TiC納米棒(見圖3(f))，該方法具有簡單、方便和成本低廉等諸多優(yōu)勢，所制備的TiC納米棒生長機(jī)制為鹵化物輔助VLS生長機(jī)制，活化能Ea測定為259 kJ/mol，與大多數(shù)TiC薄膜的E相似。為進(jìn)一步研究該種材料的某些特性，為TiC納米棒的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。報(bào)道[16]還采用原位AFM三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)對單根TiC納米棒的力學(xué)性能進(jìn)行了測定，得其彈性模量平均值為(430±22) GPa，力學(xué)性能優(yōu)異。在該基礎(chǔ)上，QIU等[4]采用尿素?乙二醇水熱還原法將Pt納米粒子負(fù)載到TiC NWs制得的催化劑Pt/TiC NWs具有良好的電催化活性，經(jīng)測定其峰電流密度為348.3 mA/mgPt，遠(yuǎn)高于Pt/C催化劑的峰電流密度(94.1 mA/mgPt)。其抗腐蝕能力也較為突出，經(jīng)500圈循環(huán)后，Pt/TiC NWs催化劑電化學(xué)活性比表面積基本維持不變。

3.3 TaC

TaC也屬于過渡金屬碳化物的一種，繼承了過渡金屬碳化物的諸多性能，如化學(xué)穩(wěn)定性好、力學(xué)性能優(yōu)異和耐腐蝕性強(qiáng)。同時(shí)，具有自身獨(dú)特的性質(zhì)，如高硬度、高熔點(diǎn)、高彈性模量、導(dǎo)電性強(qiáng)、高溫超導(dǎo)、有良好的催化活性等[2, 15]。目前，多種方法可制備一維TaC納米材料，但對其性能研究較少。如圖4(e)，TAO等[15]選用竹纖維作為碳源和模板，一步碳熱還原法同樣制備出TaC納米線。此兩種合成TaC納米線的方法，皆從自然界中選材，合成方法簡單、成本低廉。研究發(fā)現(xiàn)，TaC納米線符合鹵化物輔助VLS生長機(jī)理。如圖4(f)所示，對單根TaC納米線力學(xué)、電學(xué)性能測試后發(fā)現(xiàn)，其彈性模量平均值為(375±85) GPa，遠(yuǎn)高于大多數(shù)TaC陶瓷的彈性模量，其電阻率僅為62～ 64 μΩ·cm，導(dǎo)電性能優(yōu)異。將TaC/C復(fù)合材料制備成電極材料，從圖4(g)和(h)看出，該復(fù)合材料的電極比容量高達(dá)(135±5) F/g，且在循環(huán)電流密度8 A/g下，容量保持率90%以上，倍率性能優(yōu)異，該研究為TaC納米線在高倍率電化學(xué)電容器儲(chǔ)能中的應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。

3.4 WC

WC是一種多功能的過渡金屬碳化物材料，具有許多優(yōu)異的性能，如高硬度、高熔點(diǎn)、優(yōu)良導(dǎo)電性、高催化活性和良好的熱穩(wěn)定性等[35?37]。常用的制備方法有水熱法[36]、化學(xué)氣相沉積法[37]，然而WC納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高比表面積和形貌可控仍是難題。YAN等[35]通過水熱反應(yīng)，無模板假晶轉(zhuǎn)變合成WC納米棒(見圖3(g))，該納米棒是由WO3納米棒逐漸假晶轉(zhuǎn)變而成，是一種典型一維WC納米材料的生長方式。微結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)該方法所得WC納米棒具有介孔結(jié)構(gòu)和198 m2/g高比表面積。將其用于催化劑載體時(shí)，具有比鉑/碳催化劑更高的催化活性，已被廣泛用于燃料電池、氫解、氫化反應(yīng)等領(lǐng)域。LI等[36]同樣通過水熱法成功制備了WC納米棒，并發(fā)現(xiàn)其在水和有機(jī)介質(zhì)中具有仿酶催化活性，與天然的辣根過氧化物酶相比，該WC納米棒表現(xiàn)出更優(yōu)越的催化活性和良好的再利用性，在生物催化、生物傳感器和環(huán)境監(jiān)測中有著廣闊的應(yīng)用前景。除了研究一維WC納米材料的催化性能，對其力學(xué)性能也有所研究。SUN等[37]利用CVD法合成了高質(zhì)量的WC納米線，用于陶瓷材料，經(jīng)測定其抗彎強(qiáng)度高達(dá)92.6 GPa，力學(xué)性能優(yōu)異。

圖4 NbC和TaC納米線的形貌圖和電催化性能圖[3, 15]

(a) SEM image of NbC NWs; (b)CVs of the Pt/NbC NWs, Pt/C, and Pt/bamboo charcoal catalysts; (c) Variation of peak potential; (d) Current density on the forward scan with the cycle number.ois the peak current density at the first cycle, andis the peak current density obtained from the subsequent cycles; (e) SEM image of the TaC NW/carbon microfiber hybrid structures; (f) Representative bending F-Z curves for the NW on substrate (forcalibration) and the suspended NW; (g) Galvanostatic charge–discharge curves (current density, 2 A/g); (h) Cyclic voltammograms of the supercapacitor built from TaC/C hybrid structures

3.5 HfC

HfC作為一種過渡金屬碳化物，是一種超高溫陶瓷材料，具有許多優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，如高熔點(diǎn)、高硬度、高溫下良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低電阻率、好的耐磨性、低的功函數(shù)和高溫下場發(fā)射穩(wěn)定性等，在超高溫抗燒蝕涂層和高性能場發(fā)射器中都有著理想的應(yīng)用前景[38-40]。目前，已有多種制備一維HfC納米材料的方法，如CVD法[38]和前驅(qū)體聚合物熱解法[39]等。其中CVD法因設(shè)備簡單、操作方便和更適合場發(fā)射應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。TIAN等[38]利用CVD法合成了HfC納米線(見圖3(h))，為典型的VLS生長機(jī)制。該納米線組成的場納米發(fā)射器具有極低的開啟電場1.5 V/μm，發(fā)射穩(wěn)定性高，具有優(yōu)異的場發(fā)射性能。FU等[39]采用金屬有機(jī)聚合物前驅(qū)體Ni輔助熱解方法，在碳纖維(carbon fibers, CFS)上原位生長HfC納米線以增強(qiáng)CFS的熱物理性質(zhì)。隨著HfC納米線的引入，C/C復(fù)合材料的熱擴(kuò)散率和熱導(dǎo)率分別提升83.3%和31.3%，熱膨脹系數(shù)也隨之增加，并表現(xiàn)出優(yōu)異的耐燒蝕性能。YIN等[40]采用催化劑輔助低壓化學(xué)氣相沉積法(low-pressur, LPCVD)在碳纖維表面垂直生長HfC納米線，用于NiCo2O4納米片的載體。此復(fù)合材料在電流密度為1 A/g時(shí)，具有2102 F/g的高比電容、良好的倍率能力(20 A/g時(shí)保持85%的電容)和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(在10 A/g時(shí)循環(huán)5 000次后保持98%的電容)，顯示出優(yōu)異的電化學(xué)性能，被用于超級電容器 材料。

過渡金屬一維碳化物作為間充型一維碳化物的主要代表，其研究主要集中在材料種類、合成方法、生長機(jī)理、結(jié)構(gòu)特性及相關(guān)應(yīng)用上。合成方法中引入天然生物材料，拓寬了該類材料原料來源。對單根納米線的力學(xué)和電學(xué)性能研究，為該種材料的實(shí)際應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支撐。除上述研究外，為充分實(shí)現(xiàn)該種材料的規(guī)模化運(yùn)用，后續(xù)還可考慮該類一維碳化物的有序可控規(guī)?；铣?。

4 總結(jié)與展望

關(guān)于一維碳化物納米材料的研究主要有三大方面：第一方面是改進(jìn)制備方法，在現(xiàn)有制備方法的基礎(chǔ)上，增加一些新的概念，如生物質(zhì)的概念，引進(jìn)生物材料作為碳源兼模板制備一維碳化物納米材料；第二方面是增加一維碳化物納米材料的種類，利用現(xiàn)有合成方法或改進(jìn)現(xiàn)有合成方法，制備盡可能多種類的一維碳化物納米材料；第三方面是探究一維碳化物納米材料的性質(zhì)和應(yīng)用，運(yùn)用現(xiàn)有的測試手段對所制備的一維碳化物納米材料的微結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行測試，并據(jù)此結(jié)果研究將其應(yīng)用在相關(guān)領(lǐng)域的可能性。今后，對一維碳化物納米材料的研究將向以下幾個(gè)方面發(fā)展：1) 合成方法低成本、環(huán)保、高效。2) 材料制備精確調(diào)控、有序規(guī)?；?。3) 材料特性單一到集成。4) 材料應(yīng)用理論到實(shí)際。

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Research progress on preparation and characterization of one-dimensional carbides nanomaterials

DU Jun, CAI Mingzhu, YAN Shijing, SUN Qingcheng, YIN Cailiu

(School of Materials and Environment, Guangxi Minzu University, Nanning 530006, China)

One-dimensional carbides nanomaterials are widely used as superconducting materials, high temperature coating materials, cutting tool materials, supertoughening materials due to their high strength, high hardness, high chemical stability, low electrical resistivity and high oxidation corrosion resistance. Combined with the existing research progress of one-dimensional carbide nanomaterials, this paper focused on the synthesis method, growth mechanism, microstructure, performance characteristics and other aspects of the materials, and prospected the development space of this field. It is expected to provide reference for the research, development and application of one-dimensional carbide nanomaterials.

one-dimensional; nanomaterials; carbides; preparation; growth mechanism; microstructure; performance characteristics

10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2021112

TQ127.12

A

1673-0224(2022)03-237-09

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51903061)；廣西自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2019GXNSFAA185052)

2022?01?02；

2022?04?02

杜軍，講師，博士。電話：18971976263；E-mail: love.dujianjun@163.com

(編輯 陳潔)