[发明专利]一种石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷及其制备方法

摘要

一种石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷及其制备方法，涉及陶瓷材料制备。1)先驱体PCS(GOx)的合成；2)石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷SiC(rGOx)的制备。以GO、VTES、PCS为原料，通过化学改性的方法制备先驱体PCS(GOx)粉末，经模压成型、高温热解步骤，即得致密的石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷SiC(rGOx)。其中VTES因具有–Si–O–键和–CH＝CH2基团，可将GO和PCS复合生成新的GO–VTES–PCS大分子结构。GO复合到碳化硅陶瓷中可显著扩大先驱体交联面积、抑制SiC纳米晶体形成、降低烧结温度，解决先驱体法制备碳化硅单片陶瓷成型困难、致密性差问题。

主权项

一种石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)先驱体PCS(GO_x)的合成将PCS和Karstedt催化剂溶解于有机溶剂，再将GO粉末混入去离子水中并超声分散，随后将PCS/二甲苯混合物加入GO水溶液，再向混合液中加VTES，用稀盐酸将其调节至酸性；随后将混合溶液水浴加热，同时进行磁力搅拌，静置后取上层液通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏，得到黑色固体并研磨，获得精细先驱体PCS(GO_x)粉末产物，x为PCS、GO的质量比；2)石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷SiC(rGO_x)的制备将步骤1)所得PCS(GO_x)粉末压成生坯，将其放置于石墨纸上，在惰性气体保护下热解，得石墨烯/碳化硅纳米复合结构单片陶瓷SiC(rGO_x)；PCS经过高温裂解生成SiC，GO经过高温终烧还原为rGO。