燃烧制备石墨烯-碳化硅陶瓷复合材料

摘要

石墨烯是一种由SP2杂化的碳原子以六边形周期排列形成的二维蜂窝状晶格结构的无机纳米片层材料,是已知的最薄、最坚硬的材料。石墨烯作为一种新型的二维碳材料,具有优异的物理、化学性能,是一种理想的陶瓷复合材料增强相。制备具有优异综合性能的石墨烯-陶瓷复合材料的关键,是石墨烯的制备及其在陶瓷基体中的均匀分散。本文创新性的采用燃烧合成法,合成了非氧化体系的石墨烯-碳化硅陶瓷复合粉体,并采用放电等离子烧结法(SPS),制备具有优异红外性能的石墨烯-碳化硅陶瓷复合材料。研究发现:在1100℃-1600℃的烧结温度下,陶瓷复合材料硬度随温度升高由0.35GPa增大至8.25GPa;密度由2.55g/mL增大至3.03g/mL,1-2.5μm波段的红外吸收率由0.9607下降至0.9385。