石墨烯/Ti3SiC2新型受电弓滑板材料的研究

曹鸶羽 胡梓荐 陈冠明 柳依一

摘 要：本课题通过热压烧结法在烧结温度为1400℃，保温时长为60min的条件下制备了石墨烯Ti3SiC2陶瓷，本次设计所涉及到的实验使用了控制变量的方法，其中以加入的石墨烯的质量作为变量。制备之后对样品进行XRD和SEM分析、抗热震分析、硬度分析、金相分析。分析可知，石墨烯的加入使石墨烯Ti3SiC2陶瓷复合材料效果更优。

关键词：Ti3SiC2 ;石墨烯;复合材料

列车的高速化、电气化是当今社会轨道交通发展的必然趋势，受电弓滑板作为列车受电弓的关键部件材料，其使用性能需要不断的优化和探索。本文以加入的石墨烯的质量作为变量，

制备受电弓滑板样品，并对样品进行大量的实验分析，从而已望获得比以往Ti3SiC2系陶瓷材料更好的强度、导电性、耐冲击性、可加工性的石墨烯/ Ti3SiC2 系复合材料。

1 实验

1.1材料与试剂

加石墨烯作为强化相，基体材料为Ti3SiC2陶瓷，制备石墨烯/ Ti3SiC2复合陶瓷材料具体配料方法：TiC：Ti：Si=2：1：1，石墨烯的质量作为变量，具体的质量分数为（0.025%、0.05%、0.075%、0.1%、0.125%、0.15%、0.175%、0.2%）。

具体配料方案为TiC：Ti：Si=59.88×2：47.87：26.98=119.76：47.87：26.98;受模具尺寸的限制，每次装料时的质量大约为30g左右，所以每次混料时混60g左右的料就可以烧结使用。

1.2 实验步骤

⑴将配置好的实验原料与氧化锆磨球按球料比7：1装入混料机球磨瓶中进行球磨，参数设定30r/min，混料时间为72小时，每12小时暂停球磨，释放热量，防止原料在瓶中发生反应，混料操作结束后取出料中的氧化锆磨球，将原料密封好，装入真空包装机中抽真空保存，并记录、编号。

⑵将球磨后粉体的取30g备用，为防止模具被损坏，在粉体装模前需要对模具进行预处理，预处理准备结束后，将30g粉体装入模具中，并将模具放到真空热压烧结炉中进行烧结。……