一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法，通过在有机分散剂中将石墨烯进行分散，确保形成均匀稳定的单层石墨烯结构，将石墨烯纳米片同粉体混合成型，并在表面附着高纯硅微粉，在复合陶瓷的烧结阶段，液态硅通过毛管压力将多孔的SiC/C预成型体浸润。炭黑与液态硅反应形成二次β‑SiC，它与初始的α‑SiC颗粒强力结合，形成陶瓷的三维骨架，达到增强、增韧的目的，显著提升了碳化硅材料的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法
本专利技术涉及石墨烯复合陶瓷材料领域，具体地说是一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法。
技术介绍
碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度、高导热系数、低热膨胀系数和优异的化学稳定性的特点，是一种具有优异性能结构陶瓷，可作为热交换器、热辐射管、电偶保护管、柱塞等广泛应用于冶金、电力、机械等工业领域，但较低的韧性导致碳化硅陶瓷的应用范围受限。目前的研究大多是采用第二相增强方法来提高碳化硅陶瓷的力学性能，增韧效果不明显，不易工业化推广应用。石墨烯是一种由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构的新材料，以六边形周期排列形成的二维蜂窝状晶格结构的无机纳米片层材料，其独特的晶体结构特性使其拥有优异的机械性能、电学性能和热学性能。若能通过一定的工艺方法，使片状的石墨烯均匀分布到陶瓷材料基体中，可增强裂纹在三维方向上的扩展，出现裂纹桥接、裂纹拔出和强化分层等增韧机制，使复合陶瓷的力学性能增强。在已有的公开报道的研究进展中，石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方式主要有两种：一种是将石墨烯与陶瓷材料粉体直接进行混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤（1）：将石墨烯纳米片置于有机分散剂中，超声分散成单层的石墨烯纳米片；/n步骤（2）：将超声分散后的石墨烯纳米片与碳化硅、炭黑和粘结剂在行星式球磨机中混合球磨；/n步骤（3）：将球磨后的浆料干燥，粉碎后过200目筛网，得到混合均匀的复合粉体；/n步骤（4）：将复合粉体装入模具中，双向压实，使复合粉体胚体干压成型；/n步骤（5）：将复合粉体胚体置于高温烧结炉烧结，待自然降温后，将胚体取出；/n步骤（6）：将由步骤（5）得到的复合胚体表面添加高纯硅微粉，并单向压实辅助成型；/n步骤（7）：将复合粉体胚体放入烧结炉，使用真...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1）：将石墨烯纳米片置于有机分散剂中，超声分散成单层的石墨烯纳米片；
步骤（2）：将超声分散后的石墨烯纳米片与碳化硅、炭黑和粘结剂在行星式球磨机中混合球磨；
步骤（3）：将球磨后的浆料干燥，粉碎后过200目筛网，得到混合均匀的复合粉体；
步骤（4）：将复合粉体装入模具中，双向压实，使复合粉体胚体干压成型；
步骤（5）：将复合粉体胚体置于高温烧结炉烧结，待自然降温后，将胚体取出；
步骤（6）：将由步骤（5）得到的复合胚体表面添加高纯硅微粉，并单向压实辅助成型；
步骤（7）：将复合粉体胚体放入烧结炉，使用真空氛围反应烧结制备石墨烯碳化硅复合陶瓷；
步骤（8）：打磨复合陶瓷添加了硅微粉的表面，得到石墨烯碳化硅复合陶瓷材料。


2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，有机分散剂为N-甲基吡咯烷酮，超声时间30~60min。


3.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合碳化硅陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，罗泽，甄方正，邵岑，赵超，邱凡，陈浩，
申请(专利权)人：新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32