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    2018.01.19

    “白色石墨烯”可大幅提升陶瓷材料性能

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    美國科學家提出,在陶瓷材料里摻入納米材料“白色石墨烯”,可大幅提升陶瓷材料的強度、韌性以及耐熱、耐輻射等能力,有潛力用于核工業、航天等需要高性能復合材料的領域。

    白色石墨烯是六方氮化硼的別名,它是二維材料家族的一員,結構與石墨烯相似,是六邊形網格組成的超薄平面,但與石墨烯不同的是,其中的原子不是碳原子而是氮原子和硼原子。
    美國賴斯大學科學家說,他們詳細分析了白色石墨烯與雪硅鈣石結合的情況。雪硅鈣石是一種含水的硅酸鈣晶體,有著層狀結構,可用于生產陶瓷和水泥。僅有一個原子厚的白色石墨烯層能水平地插入雪硅鈣石的層狀結構之間,形成牢固的夾心結構。
    模擬計算顯示,白色石墨烯層能釋放復合材料所受的力,使其強度比雪硅鈣石高3倍,剛度,即抵抗彈性變形的能力高出約25%,不像普通陶瓷材料那樣容易碎裂。另外,材料的耐熱和耐輻射性能也有明顯提升。
    相關論文日前發表在美國化學學會的《應用材料與界面》雜志上。研究人員說,這一思路可用于設計新型多功能復合材料,其他二維材料可能也有類似作用。
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