ACS Nano:具有增强的还原氧化石墨烯的高性能多功能碳-碳化硅复合材料
Nanoyu Nanoyu 2021-02-11


开发具有低密度、高耐热性和耐腐蚀性以及超高机械电磁干扰(EMI)屏蔽性能的材料对于航空航天和军事工业等领域来说至关重要。基于此,有效地设计材料的成分和微观结构具有重要意义,但要实现具有上述优点的材料仍然充满极大的挑战。

近日,西北工业大学宋强,陕西科技大学冯雷副教授报道了通过在rGO泡沫中沉积一层碳强化层,然后通过前驱体浸渍热解(PIP)方法交替填充热解碳(PYC)和碳化硅(SiC),成功制备了一种增强还原氧化石墨烯(SrGO)加强的多界面碳-碳化硅(C-SiC)n基复合材料((SrGO/(C-SiC)n)。

文章要点

1通过增加交替PIP序列(n=1、3和12)的数量,SrGO/(C-SiC)n复合材料的力学、电学和EMI屏蔽性能显著提高。

2优化后的复合材料具有8.52 S cm−1的优良导电性和70.2 dB的平均电磁干扰屏蔽效能(SE),覆盖了整个X、Ku、K和Ka波段。出色的EMI SE得益于高电导率SrGO骨架的大量导电损耗和丰富的异质PYC/SiC界面的极化弛豫。

3由于均匀分布的异质界面能够在加载时消耗很大的断裂能,该复合材料具有低至1.60 g cm-3的低密度,并显示出强压缩性能(强度高达163.8 MPa)。此外,其还具有超高的热结构稳定性(在Ar中高达2100 °C)和超强的耐腐蚀性(长期在酸和碱中浸泡后强度不会降低)。

优异的综合性能以及低成本和可扩展的生产简便性,有望在不久的将来促进SrGO/(C-SiC)n复合材料的实际应用。

 

参考文献

Xin He, et al, High-Performance Multifunctional Carbon−Silicon Carbide Composites with Strengthened Reduced Graphene Oxide, ACS Nano, 2021

DOI:10.1021/acsnano.0c08924

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c08924


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