Nanokrystaliczne warstwy kompozytowe Cu/CNTs wytwarzane metodą elektrokrystalizacji

• Autorzy: Trzaska, M. , Gostomska, M.

Warianty tytułu

EN

Nanocrystalline composite Cu/CNTs layers produced by electrocrystalization method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nanokrystalicznych warstw kompozytowych miedź/nanorurki węglowe (Cu/CNTs) wytworzonych w wyniku procesu elektrokrystalizacji na podłożu ze stali węglowej S235JR. Badania obejmowały warstwy kompozytowe Cu/CNTs oraz w celach porównawczych warstwy miedziane o nanokrystalicznej strukturze, wytwarzane metodą elektrokrystalizacji. Badania fazy dyspersyjnej CNTs oraz jej identyfikację w warstwach kompozytowych realizowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) oraz spektroskopii Ramana. Strukturę wytworzonych warstw charakteryzowano za pomocą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) oraz mikroskopii świetlnej. Wykonano pomiary chropowatości powierzchni oraz mikrotwardości sposobem Vickersa wytworzonych warstw. Elektrochemiczną metodą potencjodynamiczną badano odporność korozyjną warstw kompozytowych Cu/CNTs i miedzianych. Zrealizowane badania wykazały, że warstwa kompozytowa Cu/CNTs charakteryzuje się większym rozwinięciem powierzchni w porównaniu z warstwą Cu. Wbudowanie CNTs w osnowę nanokrystalicznej miedzi powoduje zwiększenie twardości materiału warstwy. Pomimo większej chropowatości powierzchni warstwy kompozytowe Cu/CNTs wytwarzane metodą elektrokrystalizacji wykazują większą odporność na korozję w porównaniu z nanokrystaliczną warstwą Cu.

EN

The paper presents the results of studies of nanocrystalline composite layers formed by copper/carbon nanotubes (Cu/CNTs) produced by the electrocrystalization process on a carbon steel S235JR substrate. Research has concerned composite Cu/CNTs layers and for comparative purposes a copper layer with nanocrystalline structure produced by electrocrystalization method. Studies of the disperse CNTs phase and its identification in the composite layers were carried out using scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) as well as Raman spectroscopy. The structure of the produced layers was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), and light microscopy. Measurements of surface roughness and microhardness by Vickers method of the produced layers are reported. The corrosion resistance of composite Cu/CNTs layers and copper layers were investigated by potentiodynamic electrochemical method. Accomplished studies have shown that the composite Cu/CNTs layer exhibits a greater extension of the surface when compared to the Cu layer. The built-in of CNTs into the matrix of nanocrystalline copper increases hardness of the layer material. Despite the greater roughness of the surface the composite Cu/CNTs layers prepared by the electrocrystalization method have greater corrosion resistance in comparing to nanocrystalline Cu layer.

Słowa kluczowe

PL

nanorurki węglowe; elektrokrystalizacja; warstwy nanokrystaliczne; kompozyty Cu/CNTs

EN

carbon nanotube; electrocrystalization; nanocrystalline layer; Cu/CNTs composite

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 5
• Strony: 238--241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Trzaska, M.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa,

autor

Gostomska, M.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] Trzaska M., Gostomska M.: Nanokompozytowe warstwy nikiel/nanorurki węglowe wytwarzane metodą elektrokrystalizacji. Kompozyty (2010) 133÷137.
• [2] Min Deng, Guifu Ding, Yan Wang, Yuchao Wang, Hong Wang, Shi Fu: MEMS-based carbon nanotube and carbon nanofiber Cu micro special electric contact. Journal of Micromechanics and Microengineering 19 (2009) 1÷8.
• [3] Trzaska M.: Odporność korozyjna nanokompozytowych warstw nikiel/ nanorurki węglowe (Ni/CNTs) wytworzonych metodą elektrochemiczną. Ochrona przed Korozją 2 (2011) 48÷51.
• [4] Bittencourt C., Ke X., Van Tendeloo G., Thiess S., Drube W., Ghijsen J., Ewels C. P.: Study of interaction between copper and carbon nanotubes. Chemical Physics Letters 535 (2012) 80÷83.
• [5] Shukla A. K., Nayan N., Murty S. V. S. N., Sharma S. C., Chandran P., Bakshi S. R., Koshy M. G.: Processing of copper-carbon nanotube composites by vacuum hot pressing technique. Materials Science and Engineering 560 (2013) 365÷371.
• [6] Ping-Chi Tsai, Yeau-Ren Jeng: Experimental and numerical investigation into the effect of carbon nanotube buckling on the reinforcement of CNT/ Cu composites. Composites Science and Technology 79 (2013) 28÷34.
• [7] Beibei Chen, Jin Yang, Qing Zhang, Hong Huang, Hongping Li, Hua Tang, Changsheng Li: Tribological properties of copper-based composites with copper coated NbSe2 and CNT. Materials & Design 75 (2015) 24÷31.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.5.7