石墨具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),如高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等,這使得它在復(fù)合材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
在石墨復(fù)合材料制備中,首先要考慮的是基體材料的選擇。常見的基體材料包括聚合物、金屬和陶瓷等。對于聚合物基石墨復(fù)合材料,像環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺等常被使用。制備過程中,可以通過機(jī)械混合的方法將石墨粉末與聚合物基體均勻混合。例如,在制備導(dǎo)電聚合物 - 石墨復(fù)合材料時,先將聚合物溶解在合適的溶劑中,然后加入經(jīng)過預(yù)處理的石墨粉末,利用高速攪拌器攪拌數(shù)小時,使石墨在聚合物溶液中分散良好。之后通過揮發(fā)溶劑等方法成型。
金屬基石墨復(fù)合材料的制備則有不同的途徑。比如采用粉末冶金法,將石墨粉末與金屬粉末按一定比例混合,在高溫高壓下燒結(jié)成型。這需要精確控制石墨的含量和燒結(jié)的工藝參數(shù),因?yàn)槭窟^高可能導(dǎo)致復(fù)合材料強(qiáng)度下降,而過低則無法充分發(fā)揮石墨的性能。
陶瓷基石墨復(fù)合材料可以采用原位合成法。在陶瓷原料中添加石墨相關(guān)的前驅(qū)體,在高溫反應(yīng)過程中,石墨在陶瓷基體中原位生成,這樣可以提高石墨與陶瓷基體的結(jié)合力,改善復(fù)合材料的綜合性能。在整個制備過程中,還需要注意對石墨的表面處理,以增強(qiáng)其與基體材料之間的界面結(jié)合,從而提高復(fù)合材料的性能。