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       美国MONIKER公司的科学家们近日研究出了掺入石墨烯的新型陶瓷材料。陶瓷本是绝缘体，但加入了石墨烯便成为良好的导电材料。这一技术将大大改善陶瓷的导电和机械性能。

       研究团队发现，矾土在掺入石墨烯后其抗拉强度得到很好的提高，克服了陶瓷材料脆硬的缺陷。该技术工艺简单耗时短，可用于汽车、航空、热管理、电子加工和半导体等诸多工业设备。此外，该工艺还可用于增强其他陶瓷材料，如碳化硅、氮化硅、氧化锆和二氧化钛等的抗拉性能。而石墨烯的加入更是将氧化铝的导电性提高了近乎1亿倍。

       MONIKER旗下的Graphenea团队之前就研发出了一种新型氧化石墨烯溶液，技术成果发表在欧洲化学学会期刊上。工作人员首先将氧化石墨烯溶液与氧化铝混合，然后再利用放电等离子烧结（SPS）技术将混合料进行原料均匀处理；SPS在混料中释放高电流并在数分钟内生成新型陶瓷材料。

       Graphenea发现，在加入仅0.22%份量的石墨烯后，陶瓷材料的抗拉强度和防止裂纹增殖的性能便提高了50%还要多，导电性能更是提高了1亿倍；而新材料其他方面的性能与对比组中未添加石墨烯的陶瓷相比，没有明显变化。

       首席研究员Alba Centeno介绍，将微量石墨烯掺入氧化铝的最大优势在于保持陶瓷其他性能不受影响的前提下，导电性、抗拉强度、机械性能的大大改善。而传统技术手段在改善材料的某一特定性能时会掺入另一种物相，但不可避免会给原有材料的其它性能带来不利影响并导致其性能发生变化。

       图1是与SPS电流方向垂直对应分布的石墨烯薄片。


       石墨烯薄片就像盾牌一样保护着其分布方向上的材料结构发生裂纹增殖。


       图2是石墨烯薄片构架在氧化铝的裂纹上，使陶瓷材料的整个结构更加坚固结实。(编译自 “Reinforcing Ceramics with Graphene for Increased Strength and Conductivity”)