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碳化硼陶瓷的非線性電阻特性研究

信息來源:本站 | 發(fā)布日期: 2022-03-02 08:31:55 | 瀏覽量:811228

摘要:

本研究報(bào)道以碳化硅(SiC)作為燒結(jié)添加劑,無壓燒結(jié)制備了不同含碳(C)量的碳化硼(B4C)陶瓷,隨著碳含量的增加,燒結(jié)試樣的相對(duì)密度增加,晶粒尺寸明顯減小。同時(shí)隨著碳含量的增加使得B4C陶瓷的導(dǎo)電性能由非線性變?yōu)榫€性,當(dāng)碳化硼達(dá)到10wt%時(shí),B4C陶瓷樣品的電阻率達(dá)到56.…

本研究報(bào)道以碳化硅(SiC)作為燒結(jié)添加劑,無壓燒結(jié)制備了不同含碳(C)量的碳化硼(B4C)陶瓷,隨著碳含量的增加,燒結(jié)試樣的相對(duì)密度增加,晶粒尺寸明顯減小。同時(shí)隨著碳含量的增加使得B4C陶瓷的導(dǎo)電性能由非線性變?yōu)榫€性,當(dāng)碳化硼達(dá)到10wt%時(shí),B4C陶瓷樣品的電阻率達(dá)到56.2Ω.cm,而在力學(xué)性能上,抗彎強(qiáng)度于彈性模量隨著含碳量的提高而略有提升,斷裂韌性基本保持不變,維氏硬度明顯提高。

在空氣電池中,負(fù)載催化劑的碳材料易在高電位下發(fā)生腐蝕,使催化劑從基體表面脫落二聚集,降低了催化活性,在這種情況下,需要選擇更加穩(wěn)定的催化劑基材。碳化硼(B4C)陶瓷具有優(yōu)異的耐酸堿腐蝕、密度低、力學(xué)性能突出等特點(diǎn),而根據(jù)相關(guān)研究報(bào)道,當(dāng)催化劑負(fù)載到B4C上時(shí),活性會(huì)更高。因此,碳化硼陶瓷有望用于空氣電池催化劑載體。然而,本研究發(fā)現(xiàn)B4C陶瓷表現(xiàn)為非線性電阻特性(目前幾乎無這方面報(bào)道),這不利于實(shí)際運(yùn)用,因此,本研究試圖在B4C陶瓷中加入導(dǎo)電相以改變其電學(xué)特性。

本報(bào)道中,研究人員加入碳(酚醛樹脂高溫?zé)峤獾玫剑┳鳛榈诙?,碳化硅(SiC)作為燒結(jié)添加劑。其中,碳不僅可作為導(dǎo)電相填充在B4C陶瓷里,還可去除B4C表面的氧,促進(jìn)燒結(jié)。更進(jìn)一步對(duì)比了不同碳含量對(duì)B4C陶瓷電導(dǎo)率、機(jī)械性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響。

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