碳化硅（SiC）具有优异的耐高温性、化学稳定性和机械强度，在半导体、电子材料、催化及储能等领域具有广泛应用。其中，具有立方晶结构的β-SiC受到关注。

不过，传统SiC合成通常需要1200℃以上的高温处理，而在此基础上进一步构建并控制纳米尺度多孔结构，难度较高。近日，日本东北大学金属材料研究所研究团队利用液态金属脱合金法（Liquid Metal Dealloying，LMD），在800℃条件下成功制备出纳米多孔β-SiC，为SiC材料的低温制备和结构调控提供了新的思路。

利用LMD选择性去除Mn

此次研究以由锰、硅和碳组成的层状化合物Mn₅SiC作为前驱体。研究团队将Mn₅SiC置于800℃熔融铋（Bi）中进行LMD处理。在这一过程中，Mn能够选择性地溶解进入液态Bi，而Si和C则保留下来。

随着Mn被逐步去除，原有的Si-C骨架发生重新构建，并最终形成具有晶体结构的β-SiC。与此同时，材料内部形成了由纳米片层相互连接而成的三维共连续纳米多孔结构。

从工艺思路来看，LMD的关键在于利用不同元素在液态金属中的溶解行为差异，实现前驱体中某一组分的选择性去除。此前，这一方法主要用于金属、金属间化合物以及部分半金属材料的纳米多孔结构制备。此次研究则将其应用于SiC这类陶瓷材料。

有望拓展至更多陶瓷材料

研究团队认为，通过设计前驱体的组成和晶体结构，有望进一步利用LMD制备其他陶瓷及化合物体系。后续研究将重点分析Mn₅SiC前驱体与β-SiC之间的晶体取向关系，以及纳米片层的生长过程，从而进一步实现对材料微观结构的控制。

对于SiC而言，此次研究的意义不仅在于将制备温度降低至800℃，更重要的是提供了一条新材料制备路线。纳米多孔结构具有较大的比表面积和连续的三维孔道，也为SiC在催化、能源及电子材料等领域的应用研究提供了新的结构设计空间。

粉体圈编译