一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术的目的为了解决现有技术中碳化硅增强氧化铝基复合材料存在的问题，提供了一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料及其制备方法，属于氧化铝基复合材料技术领域。本发明专利技术的材料由石墨烯包覆碳化硅复合材料和Al2O3基体组成，石墨烯包覆碳化硅复合材料均匀的分别在Al2O3基体中。该方法首先用石墨烯对碳化硅进行包覆，该过程中不需要先单独制备石墨烯，而是将片层石墨和碳化硅纳米颗粒进行湿法球磨，直接获得包覆石墨烯的碳化硅颗粒，整个制备过程一步完成；再用这种包覆石墨烯的碳化硅作为增强相与氧化铝复合，提高氧化铝基材料的致密性、导电性能和力学性能。

Graphene / silicon carbide reinforced alumina matrix composite and preparation method thereof

The invention aims to solve the problems existing in the prior art of silicon carbide reinforced alumina matrix composites, and provides a graphene/silicon carbide reinforced alumina matrix composites and a preparation method thereof, belonging to the technical field of alumina matrix composites. The material of the invention is composed of graphene-coated silicon carbide composite material and Al2O3 matrix, and graphene-coated silicon carbide composite material is uniformly separated in Al2O3 matrix. First, graphene was used to coat silicon carbide. In this process, graphene was not prepared separately, but lamellar graphite and silicon carbide nanoparticles were milled by wet milling to obtain graphene-coated silicon carbide particles directly, and the whole preparation process was completed in one step. The compactness, electrical conductivity and mechanical properties of alumina matrix composites can be improved by combining strong phase with alumina.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料及其制备方法
本专利技术属于氧化铝基复合材料
，特别涉及一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
Al2O3/SiC复相材料的研究方向最早是由Niihara等人提出的，他们研究表明添加5％的SiC纳米颗粒的氧化铝陶瓷性能得到显著提升。弯曲强度从单一氧化铝材料的350MPa提升到1000MPa以上，断裂韧性也从3.5MPa提升到4.8MPa。一般认为纳米碳化硅颗粒对氧化铝陶瓷性能提升的作用机理为：氧化铝晶粒内的纳米碳化硅颗粒周围会产生扩张应力，通过氧化铝晶界传递到碳化硅晶界形成压应力可以强化晶界；此外还可以形成位错和微裂纹，通过位错的钉扎作用和微裂纹存在阻碍和分散裂纹的扩展；氧化铝晶粒间的碳化硅颗粒则可以细化晶粒，使得材料通过细晶强化机理获得优异的力学性能。但是，Al2O3/SiC制备中尚存在问题，例如烧结时，存在结合难度相对较大，且结合强度相对较低，同时碳化硅占比大，浪费材料等缺点。石墨烯与纳米颗粒的包覆复合能有效地防止纳米颗粒的聚合。此外，与传统的碳纤维、碳纳米管等增强体材料相比，石墨烯具有更高的导热率和强度，通过将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料，其特征在于，由石墨烯包覆碳化硅复合材料和Al2O3基体组成，石墨烯包覆碳化硅复合材料均匀的分布在Al2O3基体中；所述Al2O3基体的质量百分含量为92～96％，所述石墨烯包覆碳化硅复合材料的质量百分含量为4～8％；其中，所述石墨烯包覆碳化硅复合材料由石墨烯和β‑SiC纳米颗粒组成，所述石墨烯片层包覆在β‑SiC纳米颗粒表面；石墨烯的质量百分含量为10～20％，β‑SiC的质量百分含量为80～90％。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料，其特征在于，由石墨烯包覆碳化硅复合材料和Al2O3基体组成，石墨烯包覆碳化硅复合材料均匀的分布在Al2O3基体中；所述Al2O3基体的质量百分含量为92～96％，所述石墨烯包覆碳化硅复合材料的质量百分含量为4～8％；其中，所述石墨烯包覆碳化硅复合材料由石墨烯和β-SiC纳米颗粒组成，所述石墨烯片层包覆在β-SiC纳米颗粒表面；石墨烯的质量百分含量为10～20％，β-SiC的质量百分含量为80～90％。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料，其特征在于，所述石墨烯厚度为2～10碳层，所述β-SiC纳米颗粒的粒径为40～60nm。3.权利要求1或2所述的石墨烯/碳化硅增强氧化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按质量百分比选取厚度小于30μm的片状石墨和粒径为40～60nm的β-SiC纳米颗粒；2)将石墨和β-SiC纳米颗粒以无水乙醇和蒸馏水作为研磨介质和过程控制试剂，球磨30～50小时；3)取出混合磨料干燥，即得石墨烯包覆碳化硅复合材料；4)按质量百分比选取粒径为40～60nm的Al2O3纳米颗粒，并将Al2O3纳米颗粒与石墨烯包覆碳化硅复合材料混合后进行清洗，然后过滤干燥；5)向干燥后的混合粉末中加入无水乙醇和蒸馏水，球磨1.5～2.5h；6)取出混合磨料干燥；7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红梅，赵大东，陈睿，李娜，姜正义，彭兴东，苗岩，王明宇，王岳松，董燃，孔祥楠，王宇，
申请(专利权)人：辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21