【摘 要】
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本研究之主要目的 為探討石墨烯的分佈對奈米氮化矽/石墨烯複合陶瓷之機械性質的影響,並利用陶瓷材料中的壓痕尺寸效應、特徵長度與本質硬度之意義,分析氮化矽/石墨烯奈米複合陶瓷之機械性質.實驗結果顯示,當石墨烯的厚度為20 nm,並以乙醇做為溶劑時,隨著添加量的增加,平均自由徑由163.61 μm 下降至50.92 μm 時,硬度由1563 Hv 下降至 1451 Hv；當石墨烯的厚度為3 nm,並以異
【机 构】
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國立成功大學材料科學及工程學系 國立勤益科技大學機械工程系
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本研究之主要目的 為探討石墨烯的分佈對奈米氮化矽/石墨烯複合陶瓷之機械性質的影響,並利用陶瓷材料中的壓痕尺寸效應、特徵長度與本質硬度之意義,分析氮化矽/石墨烯奈米複合陶瓷之機械性質.實驗結果顯示,當石墨烯的厚度為20 nm,並以乙醇做為溶劑時,隨著添加量的增加,平均自由徑由163.61 μm 下降至50.92 μm 時,硬度由1563 Hv 下降至 1451 Hv；當石墨烯的厚度為3 nm,並以異丙醇做為溶劑時,隨著添加量的增加,平均自由徑由336.58 μm 下降至84.47 μm,硬度由1972 Hv 下降至1862 Hv；當石墨烯的厚度為3 nm,並以乙醇做為溶劑時,平均自由徑由331.23 μm 下降至95.21 μm,硬度由2010 Hv 下降至1793 Hv.利用多重碎形定律進行評估時發現：厚度為3 nm 的石墨烯,添加量為0.5 wt％之試樣,其本質硬度高於單一相氮化矽約8.14％,顯示添加0.5 wt％石墨烯時,可提高微/奈米裂縫的比例,進而提升彈性回復及硬度.當添加量超過1 wt％時,則會使裂縫更容易合體,使得本質硬度略低於純相氮化矽約0.99％.
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