[发明专利]一种自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷，其特征在于，它由以下方法制备得到：

1）制备氧化石墨烯分散液：将氧化石墨烯加入去离子水中，搅拌0.5~2h，然后超声分散1~2h，得到浓度为1~10mg/mL的氧化石墨烯分散液；

2）配制丙烯酰胺溶液：称取丙烯酰胺与去离子水混合，按质量百分比计，丙烯酰胺0.5~2%，去离子水98~99.5%，溶解得到丙烯酰胺溶液；

3）将碳化硼微粉加入步骤2）所得丙烯酰胺溶液中，搅拌0.5~2h，再与步骤1）所得氧化石墨烯分散液混合，搅拌0.5~2h，超声分散0.5~2h得到混合溶液，混合溶液中碳化硼、氧化石墨烯与丙烯酰胺的质量比为100：1~10：1~30，将所得混合溶液置于恒温水浴锅中加热至60~70℃，加入引发剂、交联剂、螯合剂，所述引发剂为过硫酸铵，引发剂加入量为混合溶液中丙烯酰胺质量的0.05~0.15%，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，交联剂加入量为混合溶液中丙烯酰胺质量的0.05~0.15%，所述螯合剂为硝酸钙，螯合剂加入量为混合溶液中丙烯酰胺质量的10~50%，升温至80~90℃反应2~5h后分离出固态的碳化硼-石墨烯混合粉体；

4）将步骤3）所得碳化硼-石墨烯混合粉体在惰性气氛下进行热处理，随后置于放电等离子烧结炉中在真空或氩气气氛下烧结得到自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷。

2.根据权利要求1所述的自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷，其特征在于，步骤1）所述氧化石墨烯层数5~20层，片径0.2~20μm。

3.根据权利要求1所述的自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷，其特征在于，步骤3）所述碳化硼微粉的中位粒径D₅₀为2.5~3.5μm。

4.根据权利要求1所述的自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷，其特征在于，步骤4）热处理条件为：温度550~800℃，热处理时间0.5~6h。

5.根据权利要求1所述的自组装碳化硼-石墨烯复合陶瓷，其特征在于，步骤4）烧结条件为：室温下以50~150℃/min的升温速率升至1700~1900℃，保温5~30min，烧结过程中控制烧结压力20~80MPa。