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美国莱斯大学科学家利用名为“氟辅助闪光焦耳热”的创新工艺,在短短数秒内将废弃玻璃及富含硅的煤废料高效转化为碳化硅纳米线。该技术不仅生产成本低且环保,还大幅提升了材料的性能。

  美国莱斯大学科学家利用名为“氟辅助闪光焦耳热”(FAF)的创新工艺,在短短数秒内,将废弃玻璃及富含硅的煤废料,高效转化为工业应用价值极高的碳化硅纳米线。相关研究成果发表于最新一期《物质》杂志。

  碳化硅是一种由硅与碳通过强共价键构成的先进陶瓷材料,其硬度仅次于钻石,为已知最坚硬材料之一。此外,它还拥有令半导体行业垂青的宽带隙特性,并能耐受极端高温高压环境。

  团队巧妙利用FAF焦耳热工艺破解了这一难题。他们先将废玻璃或煤灰等硅源研磨成粉,与焦炭或炭黑等碳源均匀混合,并添加微量的氟化物(如约1%的氟化钠)。随后,将混合物置于特制管中,施加高功率电脉冲,使其在瞬间(不到一分钟内)被迅速加热至约2000℃。在接下来的快速冷却过程中,碳化硅纳米线便以高度有序的立方晶格形式结晶析出。该工艺表现卓越,纳米线的选择性高达78%,硅元素的转化率更是达到了惊人的96%。

(文章来源:科技日报)