热压法制备碳纳米管增强3Y-ZrO2陶瓷的工艺与性能

被引：6

作者：

周纪平 ^{[1
,2
]}

巩前明 ^{[3
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]}

梁吉 ^{[1
,2
]}

机构：

[1] 清华大学机械工程系

[2] 先进成形教育部重点实验室

[3] 清华大学材料学院

来源：

粉末冶金材料科学与工程 | 2014年 / 19卷 / 02期

关键词：

碳纳米管; 氧化锆陶瓷; 杂凝聚; 断裂韧性; 电导率; 介电常数;

D O I：

暂无

中图分类号：

TF124 [粉末成型、烧结及后处理];

学科分类号：

摘要：

采用杂凝聚的方式制备CNTs(CNTs为碳纳米管Carbon nanotubes)分散均匀的3Y-ZrO2/CNTs混合粉体,热压后得到3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷块体材料。与普通球磨混料法制备的陶瓷样品进行对比,研究CNTs含量以及CNTs的分散性对3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的组织、密度、断裂韧性以及电学性能的影响,并分析CNTs对陶瓷的增韧机理。结果表明,采用杂凝聚处理有助于CNTs在3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷中的均匀分散,CNTs含量(质量分数,下同)为1.00%的3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的断裂韧性达到(18.13±0.50)MPa·m1/2,较球磨混料法制备的样品提高35.10%。陶瓷基体中均匀分散的CNTs不仅通过促进马氏体相变起到增韧作用,而且CNTs的桥联和拔出机制也直接起到增韧的作用。CNTs在陶瓷基体中均匀分散能大幅降低复合陶瓷的导通阈值。经杂凝聚预处理的CNTs含量为4.00%时,3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的电导率达到4.467 S/m,比不含CNTs的3Y-ZrO2陶瓷高13个数量级;当CNTs含量为1.00%时,复合材料的相对介电常数达到6 340,比未经杂凝处理的样品高2个数量级。

引用

页码：320 / 327

页数：8

共 11 条

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