Fabrication and Cold Drawing of Copper Covetic Nanostructured Carbon Composites

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

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2014-0219

Warianty tytułu

PL

Otrzymywanie oraz ciągnienia kompozytów miedzianych typu Covetic o strukturze nanometrycznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the research results of copper Covetic metallurgical synthesis along with the characterization of cast material and the processing of casts into wires. The Cu-C composite production method was based on patent applications of Third Millennium Metals. Obtained materials were tested for their chemical composition (including Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) analysis for carbon presence), mechanical properties and electrical conductivity. Measurements were also performed for wires which were first cut from obtained casts and next cold drawn into final wire form. Produced wires were tested for their mechanical and electrical properties. Electrical conductivity of wires was measured with the use of high precision Thompson’s- Kelvin’s bridge type device. A key objective of the research was to determine if Covetic copper has higher electrical conductivity than pure oxygen free copper.

PL

W ramach artykułu przedstawione zostały wyniki badań metalurgicznej syntezy miedzianego stopu typu Covetic, analizy uzyskanych odlewów oraz badań drutów uzyskanych w procesie ciaągnienia. Metoda syntezy stopu Cu-C oparta została na patencie firmy Third Millennium Metals. Uzyskane odlewy przebadane zostały pod kątem ich składu chemicznego (wraz z analizą obecności węgla metodą SIMS), podstawowych własności materiałowych oraz przewodności elektrycznej. Ponadto badaniom własności wytrzymałościowych i elektrycznych poddane zostały druty, które otrzymane zostały poprzez ciągnienie z uzyskanych odlewów. Przewodność elektryczna drutów mierzona była na z wykorzystaniem mostka Thompsona - Kelvina. Celem przeprowadzonych badań było ustalenie czy miedziany kompozyt typu Covetic posiada, w formie odlewów bądz drutów, wyższa niż czysta miedź przewodność elektryczna.

Słowa kluczowe

EN

Covetic; copper; carbon; graphene; Cu-C composites

PL

Covetic; miedź; węgiel; grafen; stop Cu-C

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, iss. 4
• Strony: 1283--1286
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Knych T.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kiesiewicz G.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kwaśniewski P.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Mamala A.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kawecki A.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Smyrak B.

• AGH University of Science and Technology, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] G. A. Lopez, E. J. Mittemeijer: The solubility of C in solid Cu, Scripta Materialia 51, 2004
• [2] S. R. Bakshi, D. Lahiri and A. Agarwal: Carbon nanotube reinforced metal matrix, composites - a review, International Materials Reviews 2010
• [3] T. Yamane, H. Okubo, K. Hisayuki, N. Oki, M. Konishi, M. Komatsu, Y. Minamino, Y. Koizum, M. Kiritani, S. J. Kim: Solid solubility of carbon in copper mechanically alloyed, Journal of Materials Science Letters 20, 2001
• [4] D. Fuks, K. C. Mundim, L. A. C. Malbouisson, A. Berner, S. Dorfman, D. E. Ellis: Carbon in copper and silver: diffusion and mechanical properties, Journal of Molecular Structure (Theochem) 539, 2001
• [5] E. A. Sutter, P. W. Sutter: Giant carbon solubility in Au nanoparticles, J Mater Sci 46, 2011
• [6] T. Osaka, N. Yamachika, M. Yoshino, M. Hasegawa, Y. Negishi, Y. Okinaka: Effect of Carbon Content on the Electrical Resistivity of Electrodeposited Copper, Electrochem. Solid-State Lett. Vol. 12, 2009
• [7] Y. Pauleau, F. Thiery: Nanostructured copper-carbon composite thin films produced by sputter deposition/microwave plasma-enhanced chemical vapour deposition dual process, Materials Letters 56, 2002
• [8] Jason V. Shugart, Roger C. Scherer: Metal-carbon compositions, Patent nr. US2012/0009110 A1
• [9] Jason V. Shugart, Roger C. Scherer: Copper-carbon composition, Patent nr. US 2010/0327233 A1
• [10] Lourdes Salamanca-Riba, Romaine A. Isaacs, Andrew A. Herzing, Azzam N. Mansour, Adam Hall, David R. Forrest, Melburne C. LeMieux, and Jason Shugart: Investigation of the Incorporation of Nanostructured Carbon in a Metal-Matrix, poster: Symposium Nanomaterials and Nanodevices, 2012
• [11] R. H. R. Castro, P. Hidalgo, E. C.: Enhanced electrical conduction in aluminum wires coated with carbon nanotubes, Materials Letters 65, 2011
• [12] E. A. Knoth: Improved Electrical Contact Materials for Extremely High Current Sliding Contact Materials, Report
• [13] Yang Chai, Philip C. H. Chan and Yunyi Fu: Copper/Carbon Nanotube Composite Interconnect for Enhanced Electromigration Resistance, Electronic Components & Technology Conference -ECTC, 2008
• [14] D. R. Forrest, I. Jasiuk, L. Brown, P. Joyce, L. Salamanca-Riba: Novel Metal-Matrix Composites with Integrally-Bound Nanoscale Carbon, Advanced Materials, CNTs, Particles, Films and Composites vol.1, chapter 6: Composite Materials, 2012