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石墨烯在陶瓷上的应用

由于陶瓷材料的本身脆性大、韧性低,使其使用可靠性和抗破坏能力差,并增大了灾难性失效几率,这些致命缺点限制了陶瓷材料在工程方面的应用。为增大陶瓷的应用范围,其断裂韧性必须得到改善,使强韧性和工作可靠性得到提高。

通常情况下,在陶瓷基体中加入第二相材料,通过颗粒增韧、纤维增韧、复合增韧、相变增韧、纳米增韧等方式消耗裂纹扩展中的能量,或利用第二相材料与基体由于热膨胀系数不匹配在材料体内产生的残余热应力,是长期以来得到广泛研究与应用的陶瓷材料增韧方法。

石墨烯

石墨烯通过自身增强增韧、导致裂纹桥接与偏转及拔出效应等对陶瓷材料增强增韧,显著提高了陶瓷材料的力学性能。

石墨烯增强结构陶瓷材料目前已得到较为广泛的研究,已研究用于增强各类碳化物、氮化物和氧化物陶瓷基体,石墨烯可在基体中均匀分散,经研究证明均可得到不同强化效果。

优化混料机烧结制备工艺,进一步改善石墨烯的分散,以及制备出单层或少层石墨烯,提高单层石墨烯含量,最大可能性发挥石墨烯的优势是进一步提高结构陶瓷材料强韧性的途径。

石墨烯
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