[发明专利]一种高导电陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导电陶瓷材料及其制备方法。该高导电陶瓷材料中含有陶瓷坯料和氮掺杂石墨烯，并且氮掺杂石墨烯中含有50％以上的石墨氮。本发明首次将氮掺杂石墨烯材料应用于陶瓷材料，使得该陶瓷材料具有更为优异的导电性能，该导电陶瓷材料用作导电基底，其方块电阻低于0.15Ω/sq(欧姆/平方)。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，尤其涉及一种高导电陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。根据陶瓷材料的用途可以将陶瓷材料分为普通陶瓷材料和特种陶瓷材料，而特种陶瓷中包括功能材料，功能材料中包含导电陶瓷材料。

CN107324788A公开了一种导电陶瓷，包括上层结构、下层结构，上层结构为绝缘层，下层结构为导电层，上层结构和下层结构压合成型烧结为一体，上层结构为非导电的陶瓷原料，下层结构为基料掺杂导电材料组成，其中，导电材料为导电陶瓷粉、金属材料中的至少一种或者多种导电材料的混合，下层结构中还包括导电剂、导电材料、以及介质材料的组成为：导电剂21～30份、陶瓷复合材料25～60份，介质材料10～25份。CN103219061A公开了石墨烯/多孔陶瓷复合导电材料及其制备方法，其中公开了该材料的制备方法，包括如下步骤：1)将一种或多种陶瓷粉体研磨成为粒径大小不一的粉体；2)将所述粉体和粘结剂共混合研磨，混合均匀后烘干，获得烘干后的样品；3)将烘干后的混合物进行成型，得到多孔的基底；4)将多孔的基底高温退火成型，得到多孔的陶瓷基底；5)通过化学气相沉积方法，在该多孔的陶瓷基底上直接生长石墨烯，得到石墨烯/多孔陶瓷复合导电材料，并且还公开了该复合导电材料用作导电基底获得了方块电阻低于0.3Ω/sq(欧姆/平方)的优异导电性能。

然而，由于科技的发展，对导电陶瓷材料的导电性提出了更高的要求，目前未见氮掺杂石墨烯应用于陶瓷材料中的相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于一种高导电陶瓷材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的目的之一在于提供一种高导电陶瓷材料，所述高导电材料中含有陶瓷坯料和氮掺杂石墨烯。

优选地，上述氮掺杂石墨烯与陶瓷坯料的质量比为：(0.001～0.05)：1。

优选地，上述氮掺杂石墨烯与陶瓷坯料的质量比为：(0.005～0.02)：1。

优选地，上述氮掺杂石墨烯中含有50％以上的石墨氮。

优选地，上述陶瓷坯料由以下质量份数的原料组成：1～5份粘土、5～15份钠石粉、20～35份废瓷粉、2～8份滑石粒、35～55份钾砂、3～12份高铝砂、5～15份鸡山石粉、8～15份混合泥。

更优选地，上述陶瓷坯料的原料为：1～3份粘土、8～12份钠石粉、25～30份废瓷粉、2～5份滑石粒、35～40份钾砂、5～8份高铝砂、5～10份鸡山石粉、8～12份混合泥。

优选地，上述氮掺杂石墨烯材料的制备步骤如下：

1)将石墨烯或石墨烯衍生物与含氮化合物混合均匀，制成分散液，干燥，得混合物；

2)隔绝氧气，将混合物进行热处理，得氮掺杂石墨烯材料。

优选地，步骤1)中的石墨烯或石墨烯衍生物与含氮化合物的质量比为1：(0.1～5)。

优选地，步骤1)中的分散液中石墨烯或石墨烯衍生物的固含量为1～10mg/mL。

优选地，步骤1)中的石墨烯衍生物选自氧化石墨、氧化石墨烯中的至少一种。

优选地，步骤1)中的含氮化合物选自酞氰、尿素中的至少一种。