流延制备有序排列石墨烯增韧氧化锆陶瓷的结构与力学性能

作者：蔡伟金; 李青; 刘耀; 刘绍军^*

来源：粉末冶金材料科学与工程, 2020, 25(02): 104-111.

DOI：10.3969/j.issn.1673-0224.2020.02.003

• 石墨烯
• 氧化锆
• 有序排列
• 流延成形
• 力学性能
• 结构
• 陶瓷增韧

采用流延成形与放电等离子烧结制备有序排列石墨烯纳米片(graphenenanosheets,GNS)增韧四方氧化锆多晶体(tetragonal zirconia polycrysta, TZP)陶瓷,研究石墨烯含量(体积分数,下同)对GNS/TZP陶瓷相组成、显微结构以及硬度与断裂韧性的影响,并进一步分析有序排列石墨烯TZP对陶瓷的增韧机制。结果表明:添加少量石墨烯可显著提高陶瓷的断裂韧性。添加0.25%石墨烯的氧化锆陶瓷断裂韧性提升幅度最大,从4.39 MPa·m0.5提升至7.21 MPa·m0.5,提升64.1%,硬度(HV20)下降不到1%,为1 345.3。石墨烯在基体材料内平行有序排列,增韧氧化锆陶瓷的机理为以裂纹偏转为主,多种机制协同作用。

• 单位
  中南大学深圳研究院; 粉末冶金国家重点实验室; 中南大学