美莱斯大学用faf把废弃玻璃转化为碳化硅纳米线

在垃圾处理领域,美国莱斯大学的祝萍团队使用FAF工艺,成功把废弃玻璃转化为珍贵的碳化硅纳米线。FAF是“氟辅助闪光焦耳热”的简称。研究成果刊登在《物质》杂志上。碳化硅是一种性能出色的陶瓷材料,硬度极高,仅次于钻石。它还有宽带隙特性,能耐高温高压。把它加工成纳米线,导热性和耐磨性更强。 不过,传统方法既费钱又费电,团队利用FAF突破了这一难关。他们把废玻璃或煤灰磨成粉,加入焦炭或炭黑做碳源,并添加微量氟化钠(约1%)。把这些混合后放进特制管里,施加高功率电脉冲,几秒内就把温度升到2000℃。 降温过程中,碳化硅纳米线以有序结构结晶出来。实验显示,这种方法的选择性达到78%,硅元素的转化率更是高达96%。他们还能通过调整脉冲时间和氟化物用量来控制纳米线的长度。 为了测试材料性能,他们把纳米线掺入乙烯基酯树脂里做复合材料。测试表明:即使只加1%的纳米线,复合材料的杨氏模量提高了41%,硬度提升62%,耐磨性增强28%。这项技术最大的好处在于环保和成本低。 由于加热速度快,这个工艺在水资源、能源消耗和二氧化碳排放上都减少了90%左右。科技日报记者刘霞报道了这一消息。