Par conséquent, l’obtention d’une conductivité élevée des céramiques composites à faible teneur en phase conductrice est d’une grande importance. Dans une étude récente, le B₄ électriquement conducteur C–TiB₂ céramiques composites contenant seulement 15% en volume de TiB₂ ont été préparés par un processus de frittage plasma par étincelle en deux étapes, et leurs performances mécaniques et électriques ont été ajustées par le couplage optimal de la taille des particules des poudres de matières premières.

Une équipe de scientifiques des matériaux dirigée par Songlin Ran de l'Université de technologie d'Anhui à Maanshan, en Chine, a récemment préparé du B₄ hautement électroconducteur. C–TiB₂ céramiques par une méthode de frittage plasma par étincelle en deux étapes.

Le TiB₂ interconnecté tridimensionnel intergranulaire réseau constitué de grands B₄ Grains C et petits TiB₂ les grains établissaient un excellent chemin conducteur pour le passage du courant électrique, ce qui était bénéfique pour l’amélioration de la conductivité électrique. De plus, ils ont également réalisé un ajustement contrôlable des propriétés mécaniques et électriques du B₄ C–TiB₂ céramiques par le couplage granulométrique optimal des poudres de matières premières.

L'équipe a publié sa revue dans le Journal of Advanced Ceramics. le 25 avril 2024.

"Dans ce travail, nous avons préparé du B₄ hautement électroconducteur C-TiB₂ céramiques via une méthode en deux étapes basée sur la nouvelle stratégie de croissance sélective des grains de la matrice. Pendant la progression du frittage, le petit B₄ Les grains C ont été complètement consommés, laissant de petits TiB₂ grains autour de B₄ Grains C pour former le TiB₂ interconnecté tridimensionnel réseau.

"En conséquence, davantage de canaux conducteurs ont été formés, améliorant ainsi la conductivité électrique des composites", a déclaré le Dr Ran, l'auteur correspondant de l'article, professeur à l'École de science et d'ingénierie des matériaux de l'Université de technologie d'Anhui. /P>

B₄ C–15 % en volume TiB₂ céramique composite préparée à partir de 10,29 µm B₄ Les poudres de C et de TiC de 0,05 µm présentaient un réseau conducteur interconnecté tridimensionnel parfait avec une conductivité électrique maximale de 4,25 × 10 ⁴ . S/m, ainsi que d'excellentes propriétés mécaniques, notamment la résistance à la flexion, la dureté Vickers et la ténacité à la rupture de 691 ± 58 MPa, 30,30 ± 0,61 GPa et 5,75 ± 0,32 MPa·m ^1/2 , respectivement, tandis que le composite obtenu à partir de 3,12 µm B₄ Les poudres TiC C et 0,8 µm présentaient les meilleures propriétés mécaniques, notamment la résistance à la flexion, la dureté Vickers et la ténacité à la rupture de 827 ± 35 MPa, 32,01 ± 0,51 GPa et 6,45 ± 0,22 MPa·m ^1/2 . , ainsi qu'une conductivité électrique décente de 0,65 × 10 ⁴ S/m.

"La méthode proposée dans cet article peut préparer des céramiques hautement électroconductrices à faible teneur en phase conductrice, ce qui réduit considérablement le coût de production et fournit également une nouvelle stratégie pour la régulation de la microstructure et des propriétés des céramiques composites", a déclaré le Dr Ran.

L'étape suivante consiste à restructurer le réseau tridimensionnel et à construire un réseau conducteur plus parfait en introduisant des particules céramiques, des moustaches, des fibres, etc. De plus, l'effet des multiples phases conductrices sur la microstructure, les propriétés électriques et mécaniques du les céramiques composites doivent être étudiées en détail pour révéler le mécanisme conducteur.

Parmi les autres contributeurs figurent Jun Zhao, Xingshuo Zhang, Zongning Ma, Dong Wang et Xing Jin de l'Université de technologie d'Anhui à Maanshan, en Chine; et l'Université Chaohu à Hefei, en Chine.