Electrochemical copper composite coatings with graphene as a dispersion phase

• Autorzy: Buczko Z. , Derewnicka D. , Okurowski W. , Koziński R. , Kozłowski M. , Krupka J.

Warianty tytułu

PL

Kompozytowe powłoki galwaniczne miedziane z grafenem jako fazą dyspersyjną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The research on electrodeposition of composite copper coatings with graphene flakes was carried out. The deposition was conducted in typical acid sulphate solutions with organic additives. The processes were carried out with the use ofdirect and puhe currants. The incorporation of graphene flakes into the base coating took place during the application of pulse current. The microscopic and EDS examinations of the obtained Cu/graphene coatings were carried out, their hardness was measured, and also their tribological properties and electrical conductivity were evaluated. The deposited Cu/graphene composite coatings showed the increased hardness and greater resistance to wear when compared to the copper coatings and maintain their high electrical conductivity.

PL

Przeprowadzono próby osadzania powłok kompozytowych miedzianych z płatkami grafenowymi. Osadzanie prowadzono w konwencjonalnych roztworach kwaśnych siarczanowych z dodatkami organicznymi. Procesy prowadzono z zastosowaniem prądu stałego i impulsowego. Wbudowywanie fazy grafenowej w powlokę, zachodziło podczas stosowania prądu impulsowego. Wykonano badania otrzymanych powłok mikroskopowe i EDS, zmierzono twardość, oceniono właściwości tribologiczne oraz przewodność elektryczną. Powłoki miedź/grafen w stosunku do powłok miedzianych wykazywały większą twardość, lepszą odporność na ścieranie oraz niepogorszoną przewodność elektryczną.

Słowa kluczowe

EN

metal coatings; graphene platelets; metal composites

PL

powłoki miedziane; grafen płatkowy; powłoki kompozytowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Mechaniki Precyzyjnej
• Czasopismo: Inżynieria Powierzchni
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 1
• Strony: 56--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Buczko Z.

• Institute of Precision Mechanics, Warsaw

autor

Derewnicka D.

• Institute of Precision Mechanics, Warsaw

autor

Okurowski W.

• Institute of Precision Mechanics, Warsaw

autor

Koziński R.

• Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw

autor

Kozłowski M.

• Tele&Radio Research Institute, Warsaw

autor

Krupka J.

• Institute of Microelectronics and Optoelectronics, Warsaw

Bibliografia

• [1] Berger C., Song Z., Li T, Li X., Ogbazghi A.Y, Feng R., Dai Z., Marchenkov A.N., Conrad E.H., First P.N., de Heer W.A.: Ultrathin epitaxial graphite: 2D electron gas properties and a route toward graphene-based nanoelectronics. „J. Phys. Chem. B" 2004,108.
• [2] Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y, Dubonos S.V., Grigorieva I.V., FirsovA.A.: Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. „Science" 2004, 306.
• [3] Gejm A.K., Nowosiłow K.S.: The Nobel Prize in Physics 2010.
• [4] Solano C., Mahmood A., Dujardin E.: Production, properties and potential of grapheme. „Carbon" 2010, 48, p. 2121-2150.
• [5] Huang X., Qi X., Boey F, Zhang H.: Graphene-based composites. „Chem. Soc. Rev" 2012, 41, p. 666-686.
• [6] Korać M., Kamberović Ž., Andić Z., Filipović M.: Sintered materials based on copper and alumina powders synthesized by a novel method. [In:] Nanocomposites and Polymers with Analytical Methods' 2010.
• [7] Mendoza M.E., Solorzano l.G., Brocchi E.A.: Mechanical and electrical characterization of Cu-2 wt.% SWCNT nanocomposites synthesized by in situ reduction. „Mater. Sci. Eng. A", 2012, 544, p. 21-26.
• [8] Daoush W.M., Lim B.K., Mo C.B., Nam D.H., Hong S.H.: Electrical and mechanical properties of carbon nanotube reinforced copper nanocomposites fabricated by electroless deposition process. „Mater. Sci. Eng. A" 2009, 513, p. 247-253.
• [9] Kim K.T., Cha S.l., Hong S.H.: Hardness and wear resistance of carbon nanotube reinforced Cu matrix nanocomposites. „Mater. Sci. Eng. A", 2007, 449-A451:46-50.
• [10] Silvain J.F, Yincent C., Heintz J.M., Chandra N.: Novel processing and characterization of Cu/CNF nanocomposite for high thermal conductivity applications. „Compos. Sci. Technol." 2009, 69, 2474-2484.
• [11] Barcena J., Maudes J., Coleto J., Baldonedo J.B., Gomez de Salazar J.M.: Microstructural study of va-pour grown carbon nanofiber/copper composites. „Compos. Sci. Technol." 2008, 68,1384-1391.
• [12] Xia L., Jia B., Zeng J., Xub J.: Wear and mechanical properties of carbon fiber reinforced copper alloy composites. „Mater. Charact." 2009, 60, 363-369.
• [13] Arai S., Endo M.: Carbon nanofiber-copper composite powder prepared by electrodeposition. „Electrochem. Commun." 2003, 5, 797-799.
• [14] Jagannadham K.: Thermal conductivity of copper-graphene composite films synthesized by electro-chemical deposition with exfoliated graphene platelets. „Metall. Mater. Trans. B" 2012, 43B, p. 316-324.
• [15] Medeliene V., Stankevic V.: The influence of parti-cles of carbon nanoderivative on the properties of the electrodeposited copper nanocomposite coating. „Galvanotechnik" 2012, 5, p. 942-946.
• [16] Pavithra C.L., Sarada B.V., Rajulapati K.V., Rao T.N. Sundararajan G.: A new electrochemical approach for the synthesis of copper-graphene nanocomposite foils with high hardness. „Scientific Reports" 2014,4:4049.
• [17] Buczko Z., Krupka J.: Effective conductivity measurements of silver coatings employing sapphire dielectric resonator technique. „Transaction of the Institute of Metal Finishing" 2008, 86(5), p. 286-288.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016.