石墨烯在陶瓷上的应用
由于(yu)陶(tao)瓷(ci)(ci)材(cai)料的(de)本身脆性(xing)大、韧性(xing)低,使(shi)其使(shi)用(yong)可靠性(xing)和(he)抗破坏能力差,并增(zeng)大了(le)灾难(nan)性(xing)失(shi)效几率,这些致命(ming)缺点限(xian)制了(le)陶(tao)瓷(ci)(ci)材(cai)料在工程方面(mian)的(de)应(ying)用(yong)。为增(zeng)大陶(tao)瓷(ci)(ci)的(de)应(ying)用(yong)范围,其断裂韧性(xing)得(de)到改善,使(shi)强(qiang)韧性(xing)和(he)工作可靠性(xing)得(de)到提高(gao)。
通常情况下(xia),在陶瓷基体中(zhong)加入第二相材(cai)料,通过颗粒增(zeng)(zeng)(zeng)韧(ren)、纤(xian)维增(zeng)(zeng)(zeng)韧(ren)、复合增(zeng)(zeng)(zeng)韧(ren)、相变增(zeng)(zeng)(zeng)韧(ren)、纳米增(zeng)(zeng)(zeng)韧(ren)等方式消耗裂纹扩展中(zhong)的能量,或利用(yong)第二相材(cai)料与基体由于热膨胀系(xi)数不匹配(pei)在材(cai)料体内产生的残(can)余(yu)热应力(li),是长期以来得到广泛研究(jiu)与应用(yong)的陶瓷材(cai)料增(zeng)(zeng)(zeng)韧(ren)方法。
石墨(mo)烯通过自身增(zeng)(zeng)强增(zeng)(zeng)韧、导致(zhi)裂纹桥接(jie)与(yu)偏转及拔出效应等对陶(tao)瓷(ci)材料增(zeng)(zeng)强增(zeng)(zeng)韧,显著提高了陶(tao)瓷(ci)材料的力学性能(neng)。
石墨烯增强结构陶(tao)瓷材料目前(qian)已得(de)到较为广泛的研究,已研究用(yong)于增强各(ge)类碳化物、氮化物和氧化物陶(tao)瓷基(ji)体,石墨烯可(ke)在基(ji)体中均匀分散,经研究证(zheng)明均可(ke)得(de)到不同强化效果。
优化混料机烧结(jie)制(zhi)备工(gong)艺,进一步改善石墨(mo)烯(xi)的分(fen)散(san),以及(ji)制(zhi)备出(chu)单层(ceng)或少层(ceng)石墨(mo)烯(xi),提(ti)高(gao)单层(ceng)石墨(mo)烯(xi)含量,可能性(xing)发挥(hui)石墨(mo)烯(xi)的优势是进一步提(ti)高(gao)结(jie)构陶瓷材料强韧性(xing)的途径。