陶瓷中石墨烯材料的研究文獻(xiàn)

首次采用模板法成功控制石墨烯納米帶在六邊形氮化硼溝槽中的生長(zhǎng)，打開(kāi)石墨烯帶隙。他們一起在室溫下測(cè)試了它們優(yōu)異的電氣性能。采用金屬納米顆粒蝕刻氮化硼單晶六角形襯底，沿鋸齒方向切割直邊、單原子層厚度和控制寬度的納米晶溝槽，得到寬度小于10nm和1/1的石墨烯納米帶。用化學(xué)氣相沉積法測(cè)量了槽內(nèi)幾微米的長(zhǎng)度。結(jié)果表明，在溝槽中采用階梯外延生長(zhǎng)石墨烯，可以在六方氮化硼頂部形成持續(xù)晶格的平面異質(zhì)結(jié)構(gòu)。他們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)了場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。在室溫下，小于5nm的器件的電流開(kāi)關(guān)比大于1.0*104，載流子遷移率高達(dá)750cm2/(V.s)，電輸運(yùn)帶隙高達(dá)0.5eV。王浩民的團(tuán)隊(duì)在陶瓷襯底石墨烯的制備方面取得了突破，并獲得了美國(guó)和我國(guó)的發(fā)明專利。這篇論文發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

AlbaCenteno的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型石墨烯陶瓷材料，加入石墨烯來(lái)改善陶瓷的電氣和機(jī)械性能。石墨烯團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在宣布了一種新的go解決方法，發(fā)表在《歐洲期刊化學(xué)版》上。采用SPS對(duì)氧化鋁和氧化石墨烯溶液進(jìn)行均質(zhì)化。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，石墨烯含量為0.22%，陶瓷抗裂強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度提高了50%以上，電導(dǎo)率提高了近1.0×108倍，但其他功能變化不明顯。石墨陶瓷中加入石墨烯可以改善其力學(xué)性能，但不影響其導(dǎo)電性和抗拉強(qiáng)度。研究了在鋁土礦中加入石墨烯以提高其抗拉強(qiáng)度，改變了陶瓷材料的脆性和硬度。該技術(shù)簡(jiǎn)單、方便，可應(yīng)用于各種場(chǎng)合。此外，該技術(shù)還可用于改善ZrO2、SiC、TiO2、Si3N4等陶瓷材料的性能。

為了處理石墨烯在氧化鋁基體中的團(tuán)聚，張討論了不同的表面活性劑、不同比例的石墨烯以及不同的燒結(jié)工藝。結(jié)果表明，添加適量的石墨烯可以顯著提高石墨烯Al2O3復(fù)合陶瓷的密度、硬度、斷裂韌性和彎曲強(qiáng)度。隨著燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的新增，密度先增大后減小。當(dāng)石墨烯含量為0.4vol%時(shí)，石墨烯數(shù)據(jù)燒結(jié)溫度為1500℃，保溫時(shí)間為30min，復(fù)合數(shù)據(jù)最佳。