碳化硼陶瓷的非线性电阻特性研究

信息来源：本站 | 发布日期： 2022-03-02 08:31:55 | 浏览量：1351805

摘要：

本研究报道以碳化硅(SiC)作为烧结添加剂，无压烧结制备了不同含碳(C)量的碳化硼(B4C)陶瓷，随着碳含量的增加，烧结试样的相对密度增加，晶粒尺寸明显减小。同时随着碳含量的增加使得B4C陶瓷的导电性能由非线性变为线性，当碳化硼达到10wt%时，B4C陶瓷样品的电阻率达到56.…

本研究报道以碳化硅(SiC)作为烧结添加剂，无压烧结制备了不同含碳(C)量的碳化硼(B4C)陶瓷，随着碳含量的增加，烧结试样的相对密度增加，晶粒尺寸明显减小。同时随着碳含量的增加使得B4C陶瓷的导电性能由非线性变为线性，当碳化硼达到10wt%时，B4C陶瓷样品的电阻率达到56.2Ω.cm，而在力学性能上，抗弯强度于弹性模量随着含碳量的提高而略有提升，断裂韧性基本保持不变，维氏硬度明显提高。

在空气电池中，负载催化剂的碳材料易在高电位下发生腐蚀，使催化剂从基体表面脱落二聚集，降低了催化活性，在这种情况下，需要选择更加稳定的催化剂基材。碳化硼（B4C）陶瓷具有优异的耐酸碱腐蚀、密度低、力学性能突出等特点，而根据相关研究报道，当催化剂负载到B4C上时，活性会更高。因此，碳化硼陶瓷有望用于空气电池催化剂载体。然而，本研究发现B4C陶瓷表现为非线性电阻特性（目前几乎无这方面报道），这不利于实际运用，因此，本研究试图在B4C陶瓷中加入导电相以改变其电学特性。

本报道中，研究人员加入碳（酚醛树脂高温热解得到）作为第二相，碳化硅（SiC）作为烧结添加剂。其中，碳不仅可作为导电相填充在B4C陶瓷里，还可去除B4C表面的氧，促进烧结。更进一步对比了不同碳含量对B4C陶瓷电导率、机械性能和微观结构的影响。

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