石墨烯/玻璃块体复合材料的制备及性能

周文涛，李建林

(海南大学材料科学与工程学院，海口 570228)

0 引 言

石墨烯是碳原子以sp2键合呈蜂窝状排列的二维结构，具有较大的比表面积(理论值为2 630 m2·g-1)，高的断裂强度(125 GPa)和优异的电荷载流子迁移率(2×105cm2·V-1·s-1)[1]。优良的电荷载流子迁移率和良好的机械强度在复合材料中是非常重要的性能[2]。

近年来，一些研究表明，通过使用相对较低含量的石墨烯纳米片作为填充剂，可以显著改善陶瓷复合材料的机械和电气性能[3]。以往研究了石墨烯/Al2O3块状复合材料[4]，结果表明，石墨烯纳米片均匀分散在陶瓷基体中，电导率可以达到5 709 S/m，断裂韧性也可以提高53%。但是，陶瓷复合材料制备较为困难。钠钙硅玻璃具有成本低、成型性好、光学和机械性能优异等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用[5]。因此，石墨烯/钠钙硅玻璃是值得详细研究的重要材料。目前为止没有关于使用石墨烯作为添加剂来改善钠钙硅(Soda Lime Silica,SLS)玻璃性能的报道。

在这项研究中，首先制备了氧化石墨烯/钠钙硅玻璃复合粉体，将复合颗粒真空热压烧结获得了致密的还原氧化石墨烯/钠钙硅(rGO/SLS)玻璃块体复合材料,对所制备的块体复合材料的结构和机械性能进行了初步研究。

1 实 验

1.1 实验原料

GO购自南京先丰材料技术有限公司。无水乙醇购自西陇科技有限公司。3-氨丙基三乙氧基硅烷和六方氮化硼(纯度为质量分数99.9%，粉末尺寸为1～2 μm)购自上海麦克林生物化学有限公司。钠钙硅载玻片购自中国江苏飞州玻璃塑料有限公司，其能量色散X射线荧光(EDXRF)光谱仪结果列于表1。……