导电蒙脱石基陶瓷/碳复合材料的制备与性能

针对陶瓷材料结构-功能一体化,提出先以蒙脱石为模板,葡萄糖为碳源,采用溶液吸附的方法制备蒙脱石-葡萄糖;然后调控葡萄糖溶液的浓度,热压烧结蒙脱石-葡萄糖得到蒙脱石基陶瓷/碳复合材料.采用阿基米德排水法、三点弯曲测试和扫描电镜等研究蒙脱石中葡萄糖的含量对陶瓷/碳复合材料的气孔率、力学性能和导电性能的影响.结果表明:蒙脱石吸附的葡萄糖在热压过程中原位碳化,增加了陶瓷/碳复合材料的显气孔率,导致弯曲强度和断裂韧性降低,但显著提高了陶瓷/碳复合材料的电导率.当葡萄糖溶液的质量分数为10％ 时,陶瓷/碳复合材料的碳质量分数为7.62％,电导率达到0.523 S·m-1.蒙脱石表面和层间的葡萄糖原位碳化,形成导电网络,促进了载流子的有效传递.在26.5～40 GHz频率范围内,获得的陶瓷/碳(碳质量分数为7.62％)最佳反射损耗为-41.35 dB,具有良好的吸波性能.