[发明专利]一种大尺寸、高强度石墨烯纳米片/碳化硅复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯纳米片/碳化硅复合材料的制备方法，其特征在于，包括：

以碳化硅、碳化硼、石墨烯纳米片和碳黑为原料，按照石墨烯纳米片/碳化硅复合材料的原料组分称量并混合，得到原料粉体，所述原料组分包括：81～98wt% 碳化硅、0.5～6wt%碳黑、0.5～3wt% 碳化硼和1～10wt% 石墨烯纳米片，各组分含量和为100wt%；所述石墨烯纳米片的厚度为0.3～200nm，面向尺寸为1～15μm；所述碳化硅的颗粒尺寸为0.2～2μm；

将所得原料粉体置于模具中进行热压烧结，得到所述石墨烯纳米片/碳化硅复合材料，所述热压烧结的烧结温度为1900～2200℃，烧结压力为20～80MPa；

所述石墨烯纳米片/碳化硅复合材料的断裂韧性为7～10MPa·m^1/2，抗弯强度为600～700MPa。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯纳米片的面向尺寸为碳化硅颗粒尺寸的2倍以上。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯纳米片的面向尺寸为碳化硅颗粒尺寸的3～50倍。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硼的颗粒尺寸为0.1～1μm；所述碳黑的颗粒尺寸为0.1～1μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将碳化硅、碳化硼、石墨烯纳米片和碳黑经球磨混合、干燥和过筛，得到所述原料粉体。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述球磨混合的球磨介质为乙醇，球磨速度为100～600 rpm；所述干燥的温度为70～120℃，时间大于10小时；所述过筛的筛网分布大于50目。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模具为石墨模具、碳化硅模具、碳化钨模具中的一种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的烧结时间为0.5～20小时，烧结气氛为真空或惰性气氛。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备的石墨烯纳米片/碳化硅复合材料，其特征在于，所述石墨烯纳米片/碳化硅复合材料的断裂韧性为7～10MPa·m^1/2，抗弯强度为500～700MPa。

10.根据权利要求9所述的石墨烯纳米片/碳化硅复合材料，其特征在于，所述石墨烯纳米片/碳化硅复合材料的尺寸为（10～300）mm×（10～300）mm×（5～150）mm。