用减少氧化石墨烯增强的碳化复合材料的机械性能
Kamil Broniszewski1, Jarosław Woźniak1, Tomasz Cygan1
1Faculty of Materials Science and Engineering, Warsaw University of Technology, ul. Wołoska 141, 02-507 Warsaw, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
减少的石墨烯氧化物 (rGO) 增强了碳化 (SiC) 复合材料,显著提高了曲强度. 虽然硬度下降,但rGO添加通过裂桥梁和偏移机制提高了断裂性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 碳化 (SiC) 是一种高性能陶基质,可在苛刻的环境中应用.
- 减少的石墨烯氧化物 (rGO) 是一个有前途的纳米材料来加强陶复合材料.
- 了解rGO对SiC机械性能的影响对于先进的材料开发至关重要.
研究的目的:
- 研究减少氧化石墨烯 (rGO) 添加对碳化 (SiC) 基质复合材料的机械性能的影响.
- 为了评估SiC-rGO复合材料的屈曲强度,硬度和断裂性.
- 确定SiC-rGO复合材料中的强化机制.
主要方法:
- 使用火花等离子烧结 (SPS) 来制造具有不同rGO含量的SiC-rGO复合材料.
- 进行了三点曲试验,以确定曲强度.
- 硬度和断裂性 (KIC) 被测量以评估机械性能.
主要成果:
- 柔性强度显著增加,达到SiC的最大503.8MPa,其中rGO的2重%相比,纯SiC的323MPa.
- 硬度随着rGO含量增加而下降,与密度变化相关.
- 断裂性值从3.22到3.82 MPa·m^1/2不等,裂桥梁,曲折和分支被确定为关键机制.
结论:
- 减少的石墨烯氧化物作为碳化矩阵复合材料的有效增强阶段.
- rGO的添加大大提高了SiC复合材料的屈曲强度.
- 需要进一步的研究,以减轻rGO聚合,以获得一致的断裂性结果.
