题目：微波法制备纳米级碳化硼粉末基础研究

B4C具有高熔点、高硬度、低密度等优良性能，并具有良好的中子吸收能力和抗化学侵蚀能力，因而广泛应用于耐火材料、工程陶瓷、核工业、宇航等领域。目前，制取碳化硼粉末的方法主要有：碳管炉或电弧炉碳热还原法、镁热法、激光诱导CVD法、直接制备法、溶胶凝胶法等，但存在着产品粉末粒度大、产率低、生产成本高等一系列问题。本课题研究了利用微波法来制备超细碳化硼粉体的技术，研究了微波制备碳化硼的影响因素，包括合成温度、保温时间、原料粒度和反应气氛等，找出了碳化硼合成的最佳工艺条件，并利用X衍射仪和扫描电镜对粉体进行了表征。实验结果表明，用微波法制备碳化硼，当原料粒度较细、温度在1700℃保温20min或在1750℃保温10min时，能合成出平均粒径在30nm、产率达到98%的碳化硼粉体。本课题还对碳化硼合成的热力学、动力学和反应机理进行了理论和实验研究，为工艺条件的选择和改善提供了依据。同时，本课题还将微波合成法与常规合成法作了比较，实验结果表明，在合成等量的碳化硼粉末的情况下，与常规合成法相比，微波法的合成温度相对低些，且节省能耗达86%。最后，通过对粉体进行热分析，探讨碳化硼的抗氧化性能，为工业化连续生产碳化硼粉体的最佳出炉温度提供参考。本课题还进行了利用微波法制备碳氮化硼粉体的探索研究。结果表明，在氮气的气氛下，选择合适的温度和保温时间，并适当地控制升温速率，可以得到碳氮化硼粉体。