流延制备有序排列石墨烯增韧氧化锆陶瓷的结构与力学性能

更新时间:2023-05-28

【摘要】采用流延成形与放电等离子烧结制备有序排列石墨烯纳米片（graphenenanosheets,GNS）增韧四方氧化锆多晶体（tetragonal zirconia polycrysta, TZP）陶瓷,研究石墨烯含量（体积分数,下同）对GNS/TZP陶瓷相组成、显微结构以及硬度与断裂韧性的影响,并进一步分析有序排列石墨烯TZP对陶瓷的增韧机制。结果表明:添加少量石墨烯可显著提高陶瓷的断裂韧性。添加0.25%石墨烯的氧化锆陶瓷断裂韧性提升幅度最大,从4.39 MPa·m0.5提升至7.21 MPa·m0.5,提升64.1%,硬度(HV20)下降不到1%,为1 345.3。石墨烯在基体材料内平行有序排列,增韧氧化锆陶瓷的机理为以裂纹偏转为主,多种机制协同作用。

【关键词】 石墨烯 氧化锆 有序排列 流延成形 力学性能 结构 陶瓷增韧

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