直流电弧等离子体法制备Si纳米粉末

摘要

该文详细地介绍了Si纳米粉末独有的特殊性质以及它在微电子与计算机应用方面的巨大潜力;对直流电弧等离子体法制备纳米粉末的机理进行了描述;并由宏观工艺参数出发,以流体动力学理论为工具,对电弧等离子体制粉设备中的沉积室内的气体流动情况进行了分析,建立了相应的数学模型;用数值计算的方法对该模型进行了计算,得到了沉积室内空间各点的速度分布等微观参数;通过分析沉积室内的流场情况以及Si纳米粉自身的一些性质,找出了宏观工艺参数与微观参数之间的联系,了解到不同取粉部位的粉末的粒径有很大差异.该文采用直流电弧等离子体法在氩、氮、氩氮等气氛下制备了Si纳米粉末.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1纳米粉末的研究意义

1.2纳米粉末的概念及特性

1.3纳米粉末的研究历史

1.4纳米粉末研究的最新进展

1.5 Si纳米粉末的特性与应用前景

2纳米粉末的制备技术

2.1纳米粉末的制备方法

2.1.1固相法

2.1.2液相法

2.1.3气相泫

2.1.4综合法

2.2 Si纳米粉末的制备方法—直流电弧等离子体法

2.2.1工作原理

2.2.2实验装置

2.2.3工艺过程

3流体动力学模型

3.1沉积室中气体湍流运动的微分方程组

3.1.1连续性方程

3.1.2动量方程

3.1.3湍流能量方程

3.1.4微分方程组的封闭

3.1.5通用微分方程

3.2数值计算方法

3.2.1求解区域的网格划分

3.2.2微分方程的离散化与数值求解方法

3.3初始条件与边界条件

3.3.1初始条件

3.3.2边界条件

4 Si纳米粉末的制备实验

4.1遇到的问题及解决方案

4.2实验方案的确定

4.3取粉部位的确定

4.4粉末的电镜图象分析及粒度统计图

4.5粉末成分分析

5实验结果讨论

5.1直流电弧等离子体制粉时成核机制的探讨

5.1.1成核

5.1.2成核速率

5.1.3晶核长大

5.1.4冷却

5.2不同取粉部位影响纳米粉末的粒径与粒度分布

5.3弧电流影响纳米粉末的粒径与粒度分布

5.4真空度影响纳米粉末的粒径与粒度分布

5.5工作气氛影响纳米粉末的粒径与粒度分布

5.6加热时间影响纳米粉末的粒径与粒度分布

5.7小结

6结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢