Badania nad otrzymywaniem nanometrycznych materiałów kompozytowych typu Covetic

• Autorzy: Kwaśniewski P. , Kiesiewicz G. , Knych T. , Mamala A. , Kawecki A. , Smyrak B. , Ściężor W.

Warianty tytułu

EN

Covetic nano-composite materials synthesis research

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Aktualnie na świecie poszukuje się nowych materiałów o własnościach dotychczas nieosiągalnych. Poszukiwania te głównie ukierunkowane są na podwyższenie przewodności elektrycznej, własności wytrzymałościowych, odporności korozyjnej, reologicznej itd. Efekt ten może być osiągnięty przez łączenie nowoczesnych materiałów węglowych m.in. nanorurek i grafenu z metalami. W ostatnich latach powstała również koncepcja metalurgicznej syntezy węgla aktywowanego z metalami takimi jak Cu, Al, Ag, Au, Sn, Zn, Pb mająca na celu uzyskanie nowego materiału o własnościach użytkowych dotychczas nieosiągalnych. W artykule przedstawiono wyniki badań na dotrzymywaniem materiałów typu Covetic oraz badania własności mechaniczno-elektrycznych i strukturalnych materiałów uzyskanych w procesie metalurgicznej syntezy miedzi z wybranymi materiałami węglowymi. Badania syntezy prowadzono w warunkach przepływu prądu, mieszania mieszaniny miedź-węgiel oraz przy użyciu gazów ochronnych. Badania przeprowadzono przy wsparciu International Copper Association (New York) w porozumieniu z Firmą Third Millennium Metals, LLC (Waverly, Ohio).

EN

A trend of new materials development is currently observed. New materials with the above standard properties: mainly materials with higher electrical conductivity, higher mechanical properties and higher rheological and corrosion resistance are under developments. The effect of increase of properties over conventional alloys may be realised by using modern, noble forms of carbon like CNTs graphene or activated carbon. Methods of metallurgical synthesis of activated carbon with Cu, Al, Ag, Au, Sn, Zn, Pb were found during last years to create new materials with some unusual properties. The paper presents the research results of Covetic material synthesis, its mechanical and electrical properties and microstructure investigations. Covetic materials were synthesised by the metallurgical method with additional electric current flow throw the melt and with additional mechanical stirring of liquid copper and carbon under protective gases. The research were supported by International Copper Association (New York) with Third Millennium Metals, LLC (Waverly, Ohio) agreement.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt miedź-węgiel; Covetic; grafen; węgiel aktywowany

EN

copper-carbon composite; Covetic; grapheme; activated carbon

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 58, nr 11
• Strony: 698--703
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kwaśniewski P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kiesiewicz G.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Knych T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Mamala A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Kawecki A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Smyrak B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Ściężor W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Fuks D., Mundim K. C., Malbouisson L. A. C., Berner A., Dorfman S., Ellis D. E.: Carbon in copper and silver: diffusion and mechanical properties. Journal of Molecular Structure (Theochem) 2001, nr 539.
• 2. Shukla A. K., Nayan N., Narayana Murty S. V. S., Sharma S. C., Mondal K. and Sinha P. P.: On the Possibility of Occurrence of Anisotropy in Processing of Cu-CNT Composites by Powder Metallurgical Techniques. Materials Science Forum, 2012, t. 710.
• 3. Guiderdonic Ch., Estourne`s C., Peigney A., Weibel A., Turq A., Laurent Ch.: The preparation of double-walled carbon nanotube/ Cu, composites by spark plasma sintering, and their hardness and friction properties, Carbon, doi:10.1016.
• 4. Tu J. P., Yanga Y. Z., Wanga L. Y., Ma X.C. and Zhang X. B.: Tribological properties of carbon-nanotube-reinforced copper composites. Tribology Letters, 2001, t. 10.
• 5. Koltsova T. S., Nasibulina L. I., Anoshkin I. V., Mishin V. V., Kauppinen E. I., Tolochko O. V. and Nasibulin A. G.: New Hybrid Copper Composite Materials Based on Carbon Nanostructures. Journal of Materials Science and Engineering, 2012, t. 2, nr 4.
• 6. Geng D., Wu B., Guo Y., Huang L., Xue Y., Chen J., Yu G., Jiang L., Hu W. and Liu Y.: Uniform hexagonal graphene flakes and films grown on liquid copper surface, PNAS Early Edition, 2012.
• 7. Jang Y, Kim S., Lee S., Kim D., Um M.: Fabrication of carbon nano-sized fiber reinforced copper composite using liquid infiltration process. Composites Science and Technology 2005, t. 65, s. 781-784.
• 8. Jagannadham K.: Electrical conductivity of copper–grapheme composite films synthesized by electrochemical deposition with exfoliated graphene platelets. J. Vac. Sci. Technol., 2012, t. 30, nr 3.
• 9. Shugart Jason V., Scherer Roger C.: Metal-carbon compositions. Patent nr US2012/0009110 A1.
• 10. Shugart Jason V., Scherer Roger C.: Copper-carbon composition. Patent nr US 2010/0327233 A1.
• 11. Nayfeh T. H., Wiederholt A. M.: Nano-engineered ultra-conductive nanocomposite copper wire, Patent nr. US 2012/0152480.
• 12. Lopez G. A., Mittemeijer E. J.: The solubility of C in solid Cu. Scripta Materialia 2004, t. 51.