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石墨烯增強(qiáng)增韌_陶瓷噴丸廠家批發(fā)_152-2195-6453
2023-09-28
1、石墨烯增強(qiáng)增韌氧化物陶瓷 氧化物陶瓷主要包括Al2O3和ZrO2等，通常具有較高的熔融溫度、機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣性能，在氧化氣氛中非常穩(wěn)定，可作為結(jié)構(gòu)材料，功能材料和耐火材料，用于電子、信息、激光、宇航、化工、冶金等多個(gè)領(lǐng)域。
李建林等通過電火花燒結(jié)制備了氧化鋁/石墨烯塊體復(fù)合材料，當(dāng)材料中石墨烯的含量為15 vol%時(shí)，導(dǎo)電率高可達(dá)5709s/m，比CNT/Al2O3復(fù)合材料的導(dǎo)電率要高170%；宋明用放電等離子體燒結(jié)技術(shù)將石墨烯與四方多晶氧化錯(cuò)陶瓷（Y-TZP）復(fù)合，燒結(jié)后石墨烯保持了原有結(jié)構(gòu)，石墨烯增強(qiáng)相與氧化錯(cuò)基體之間形成了適中的界面結(jié)合強(qiáng)度，復(fù)合材料斷口處有明顯的石墨烯片層拔出。當(dāng)石墨烯含量為1%時(shí)，材料斷裂韌性從7.4MPam1/2提高到8.6MPam1/2；當(dāng)石墨烯含量增大到1.5%時(shí)，復(fù)合陶瓷中孔隙卻增加，使復(fù)合材料韌性下降到8.0MPam1/2。
2、石墨烯增強(qiáng)增韌硼化物陶瓷 硼化物陶瓷具有高熔點(diǎn)、高硬度及優(yōu)良導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能對(duì)熔融金屬具有優(yōu)異的抗侵蝕性能，被廣泛應(yīng)用于航天飛船、載人飛行器的熱防護(hù)部件、超音速巡航導(dǎo)彈端頭帽及核能系統(tǒng)用輻射防護(hù)置等。
Yadhukulakrishnan等以ZrB2和石墨烯納米片為原料，采用放電等離子法制備了石墨烯-ZrB2復(fù)合陶瓷。結(jié)果表明∶當(dāng)添加體積分?jǐn)?shù)為6%的石墨烯納米片時(shí)，在1900℃、70 MPa保溫15 min的條件下，可制得相對(duì)密度、抗彎強(qiáng)度及斷裂韌性分別達(dá)到97%、316 MPa及2.8 MP a m1/的石墨烯-ZrB2復(fù)合陶瓷。與未加入石墨烯的Zr B陶瓷相比，復(fù)合陶瓷的相對(duì)密度、抗彎強(qiáng)度以及斷裂韌性分別提高了約14%、及83%。
3、石墨烯增強(qiáng)增韌氮化物陶瓷 氮化物陶瓷具有高溫強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率低、抗熱震性好及荷重軟化溫度高等特點(diǎn)在核工業(yè)、氣輪機(jī)葉片及率發(fā)動(dòng)機(jī)零部件等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 Walker等研究了石墨烯納米片對(duì)Si3N4陶瓷力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，采用放電等離子法在1650℃保溫20min的條件下，可制得幾乎完全致密的石墨烯納米片-Si3N4復(fù)合陶瓷。當(dāng)石墨烯納米片的添加量為1.5%(φ)時(shí)，復(fù)合陶瓷的斷裂韌性可達(dá)到6.6MPam1/2，與未添加石墨烯納米片的Si3N4陶瓷相比提高了235%。其原因是石墨烯納米片在Si3N4的晶界處形成了墻狀阻隔，使得裂紋發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。
此外，石墨烯納米片的拔出機(jī)制及裂紋的橋接機(jī)制等也有助于復(fù)合陶瓷斷裂韌性的提高。
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