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本文选择以非C纳米管为研究对象,发展了其制备技术,初步探讨了工艺参数对准一维纳米材料可控生长的影响,讨论了生长机理,研究了产物的物性。论文的主要研究内容及创新点包括以下几个方面:
本文采用流动气体催化法,以FeCoNi纳米颗粒为催化剂,通过控制饱和蒸汽压和氧的浓度,在流动的氮气和氢气混合气体中加热到1350℃,一步合成SiOx纳米线及纳米管。
本文用VLS生长机制对产物的生长机理进行了分析,提出了氧化硅纳米管的形成是由于在高温区,Si0x首先在球形催化剂表层形成过饱和溶液,然后沿着催化剂表层择优生长纳米管的看法,进一步拓展了VLS机制生长准一维纳米材料的范围:论文还首次成功地制备成功齿形结构的氧化硅纳米管,并对这种异形纳米管的形成机理初步给出了合理的解释。
本文利用VS机制,以Ge粉为原料,在流动的氮气和氢气混合气体保护下,加热到1100℃,合成了GeO2纳米管和纳米棒,提出了GeO2纳米管的形成机理及演化过程。
本文采用微加工技术,制备出了Cu、CuAI、SiAg、GeAg等纳米管。实验证明,采用微加工技术可以制备出直径为125nm左右的纳米管,并重点分析了Cu纳米管的形成机理,指出采用微加工技术可以控制制备出不同形貌的Cu纳米管,并且Cu纳米管的形貌与制备过程中的各项参数有关。这是首次采用微加工技术制备准一维纳米材料,具有新意。