[发明专利]一种石墨烯增强碳化硼陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明采用添加石墨烯对碳化硼陶瓷进行增韧。石墨烯增强增韧的机理是裂纹偏转、分支、桥联、断裂、拔出等。与以往容易团聚的纤维、纳米管、晶须等一维增韧相不同，石墨烯是二维材料，可通过表面改性和修饰，显著降低石墨烯层片之间的相互吸引力而避免团聚,在一些液体介质有很好的分散性和稳定性。如氧化石墨烯表面含有大量的羟基、羧基等含氧官能团,可以制备稳定分散的石墨烯溶液；将其与陶瓷基体浆料混合，可得到植入效果良好的石墨烯陶瓷混合原料，因此其增强增韧效果相对稳定，工艺可行性较好。

主权项

1.一种石墨烯增强碳化硼陶瓷材料的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：步骤1)配制分散剂水溶液：将纯度99.9％以上的N‑甲基吡咯烷酮(NMP)加入到去离子水中，使得分散剂水溶液的浓度为1％，将配比好的分散剂水溶液超声分散；步骤2)石墨烯的分散：称取待加入的碳化硼粉和氧化石墨烯，其中，氧化石墨烯的重量为碳化硼粉重量的0.5‑1wt％，将氧化石墨烯加入到步骤1)得到的分散剂溶液中，超声震荡；步骤3)混料：将称量好碳化硼粉料倒入容器中，加入消泡剂，将步骤2)分散好的石墨烯的水溶液倒入装有的碳化硼粉料的容器中，机械搅拌，使得氧化石墨烯与碳化硼粉体充分混合，超声震荡；步骤4)造粒：将步骤3)分散好的混合溶液放入恒温干燥箱中，间隔一段时间后搅拌，直至不能搅拌为止；通过快速水分测定仪，待粉料的含水量在2‑3％，将烘干后的粉料倒入研磨钵里研磨造粒，然后过60目的筛网进行过筛。步骤5)热压烧结：在石墨模具的内侧紧贴好一层石墨纸，再在模具底部放好石墨垫块和石墨纸，将步骤4)制备的复合粉体均匀的充填至石墨模具当中，并再次用石墨纸和石墨垫块盖上，然后用相应大小的圆柱体预压制；然后将模具放入热压炉中热压。