石墨烯在陶瓷上的應用
由于陶瓷(ci)材料(liao)的(de)本身(shen)脆性(xing)大(da)、韌(ren)(ren)性(xing)低,使其使用(yong)可靠性(xing)和抗破壞能力差,并增(zeng)大(da)了災難性(xing)失(shi)效幾率,這(zhe)些(xie)致(zhi)命缺點限制了陶瓷(ci)材料(liao)在工程方(fang)面(mian)的(de)應(ying)用(yong)。為增(zeng)大(da)陶瓷(ci)的(de)應(ying)用(yong)范圍(wei),其斷裂韌(ren)(ren)性(xing)得(de)(de)到改善(shan),使強韌(ren)(ren)性(xing)和工作可靠性(xing)得(de)(de)到提(ti)高。
通常情況下,在陶瓷(ci)基體中加入(ru)第二(er)相材料(liao),通過顆粒(li)增(zeng)(zeng)韌(ren)、纖維增(zeng)(zeng)韌(ren)、復合增(zeng)(zeng)韌(ren)、相變增(zeng)(zeng)韌(ren)、納(na)米增(zeng)(zeng)韌(ren)等方式消耗(hao)裂紋擴展中的能量,或(huo)利(li)用第二(er)相材料(liao)與基體由于熱(re)膨脹系數不匹配在材料(liao)體內產生的殘余(yu)熱(re)應力(li),是長期以來得到廣泛研(yan)究與應用的陶瓷(ci)材料(liao)增(zeng)(zeng)韌(ren)方法。
石墨烯通過(guo)自身增強(qiang)增韌、導致(zhi)裂紋橋接與偏轉(zhuan)及拔出(chu)效(xiao)應(ying)等對陶瓷材(cai)(cai)料增強(qiang)增韌,顯著提高了陶瓷材(cai)(cai)料的力(li)學性(xing)能。
石墨烯增(zeng)強結(jie)構陶瓷材(cai)料目前已得(de)到(dao)較為廣泛的研(yan)究(jiu)(jiu),已研(yan)究(jiu)(jiu)用于增(zeng)強各類碳化(hua)物、氮化(hua)物和氧化(hua)物陶瓷基體,石墨烯可在基體中均(jun)勻(yun)分散(san),經研(yan)究(jiu)(jiu)證明均(jun)可得(de)到(dao)不(bu)同強化(hua)效果(guo)。
優化混(hun)料機燒結(jie)制備工藝,進一(yi)步(bu)改善石墨(mo)烯(xi)的(de)(de)分散,以及制備出單(dan)(dan)層或(huo)少(shao)層石墨(mo)烯(xi),提(ti)高單(dan)(dan)層石墨(mo)烯(xi)含量,可能性(xing)發(fa)揮石墨(mo)烯(xi)的(de)(de)優勢是進一(yi)步(bu)提(ti)高結(jie)構陶(tao)瓷(ci)材料強韌性(xing)的(de)(de)途徑(jing)。