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石墨烯平板增强无压烧结B4C陶瓷
- 2020-06-09-

  B4C陶瓷具有密度低、硬度高、耐腐蚀、耐磨损等优点,广泛应用于喷嘴、磨具和装甲等领域。然而,共价键合陶瓷固有脆性导致的相对较低的断裂韧性和弯曲强度显著降低了B4C陶瓷的使用寿命。现阶段,B4C陶瓷主要选用热压和放电等离子烧结(SPS)方法制备。

  石墨烯具有优异的物理性能(杨氏模量1100 GPa,抗弯强度125 GPa),具有广阔的应用前景,热性能(超高导热系数5 × 103 W m 1 K−1)和电性能(电荷载流子迁移率1.5 × 104 cm2 V 1 s−1)。然而,考虑到单层石墨烯的聚集性和成本效应,迄今为止,单层石墨烯很难实现工业化生产。幸运的是,随着制备技术的进步,石墨烯血小板(GPL)现在可以用作各种块体材料的增强填料,以提高其综合性能,特别是在陶瓷领域。

无压烧结B4C陶瓷

  传统的、自由的或无压力的烧结是最简单的技术,包括加热粉末压坯,先前在环境温度下制备,不施加任何外部压力。它可以在不同的气氛(氧化、还原、惰性和真空)下与各种箱式炉或管式炉进行。通过这种方法,可以大量生产出一种应用性很强的压敏电阻。变阻器在现代过电压浪涌保护中有着特殊的用途。现阶段,氧化锌陶瓷压敏电阻器以其优良的电性能和高的能量处理能力在电子工业中得到了广泛的应用。通过优化烧结工艺,可以控制所形成的势垒数量,从而提高低压压敏电阻的性能。

  陶瓷材料的烧结或烧成是将能量提供给陶瓷粉末颗粒结合在一起以消除压实阶段存在的气孔的热处理。烧结过程包括通过加热到高温来强化粉末压坯。在烧结过程中,分离出的陶瓷粉末分散到相邻的粉末颗粒上。烧结过程通过减少颗粒的气固界面来降低颗粒的表面能。气孔发生在圆盘/颗粒中,在那里它减小,导致致密陶瓷粉末的致密化,并增加其机械性能。烧结温度和时间的影响会降低孔隙率。如果液相参与烧结过程,固相分散需要较长的时间和较高的温度,烧结性能将得到改善。