rGO/SiC复合材料的制备与性能研究

作者：黄毅华; 江东亮; **明; 刘学建; 张先锋; 廖振魁; 黄政仁^*

来源：无机材料学报, 2018, 33(11): 1147-1153.

• 石墨烯
• 碳化硅陶瓷
• 定向掺杂

碳化硅(SiC)陶瓷具有优异的力学性能,但是其断裂韧性相对较低。石墨烯的引入有望解决碳化硅陶瓷的断裂韧性较低的问题。本研究采用热压烧结工艺,制备了具有不同还原-氧化石墨烯(rGO)掺入量的SiC复合材料。经过2050℃保温、40 MPa保压1 h后,所制备的复合材料均烧结致密。对复合材料中rGO的掺入量、微观结构和力学性能的相互关系进行分析和讨论。加入4wt%的rGO后,复合材料的三点抗弯强度达到564 MPa,比热压SiC陶瓷提高了6%;断裂韧性达到4.02 MPa×m1/2,比热压SiC陶瓷提高了54%。加入6wt%的rGO后,复合材料的三点抗弯强度达到420 MPa,略低于热压SiC陶瓷,但其断裂韧性达到4.56 MPa×m1/2,比热压SiC陶瓷提高了75%。裂纹扩展微观结果显示,主要增韧机理有裂纹偏转、裂纹桥连和rGO片的拔出。

• 单位
  高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室; 中国科学院上海硅酸盐研究所; 南京理工大学