退火重结晶制备AlN/C复合泡沫材料及其力学性能研究

为了得到一种轻质、高强度、耐烧灼的新型碳泡沫材料,以无定形AlN为添加剂,在空心微球/网络复合型碳泡沫的基础上,采用退火热处理工艺成功地制备出了AlN/C复合泡沫材料.通过扫描电镜、透射电镜对样品进行表征,测试结果表明无定形AlN在碳微球的表面重结晶为AlN晶须,其直径大约为50nm左右,长度10μm以上,具有较大的长径比.X-射线衍射峰证明样品石墨化程度高,且AlN晶须为六方结构.X-射线光电子能谱测试发现在287.5eV处有较明显的C-N峰出现,这表明AlN和碳泡沫在界面处通过C-N键结合.同时,对其力学性能进行测试,通过分析应力-应变测试结果,AlN/C复合泡沫材料的压缩强度为40.27MPa,相对碳泡沫材料而言提高了近一个数量级.测试结果表明,AlN晶须显著增强了碳泡沫的压缩强度,这种新型复合泡沫材料有望应用于各种抗压减震航空材料.     

碳泡沫衬底上氮化铝纳米线的生长及其光致发光特性研究

为了简化了AlN/C复合泡沫材料的制备流程, 本文采用复分解反应法制备AlN纳米材料, 并通过800℃退火处理使其在碳泡沫衬底上重结晶为六方相AlN纳米线. 通过形貌表征测试, 纳米线为表面光滑的长直形圆柱体, 直径约50 nm, 长度10 μm以上, 在碳微球表面沿[001]方向生长. 同时, 采用VLS生长机理对纳米线的生长进行了解释. 对样品光致发光谱的研究表明, 中心波长423 nm处存在一尖锐发光峰且随温度升高发生明显的红移现象, 系C替N杂质能级跃迁发光所致. 样品在紫光波段具有良好的光致发光特性, 有望应用于光探测器领域.