ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 3 2026 185 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Структурные исследования графенового покрытия на медной подложке, полученного методом масштабируемого распыления из ксилольной дисперсии Судхакар Виттхалрао Гири 1, 2, a, *, Арун Аути 3, b, Абхиджит Кадам 4, c, Раджендра Шинде 2, d 1 Университет им. доктора Бабасахеба Амбедкара в Маратхваде, г. Чхатрапати Самбхаджинагар, штат Махараштра, 431004, Индия 2 Кафедра машиностроения, Инженерный колледж им. Чхатрапати Шаху Махараджа Образовательного фонда CSMSS, район Канчанвади, г. Чхатрапати Самбхаджинагар, штат Махараштра, 431011, Индия 3 Кафедра машиностроения, Махараштринский технологический институт, обходная дорога Бид, район Сатара Парисар, ворота № 5, г. Чхатрапати Самбхаджинагар, штат Махараштра, 431010, Индия 4 Кафедра физики, Инженерный колледж им. Чхатрапати Шаху Махараджа Образовательного фонда CSMSS, район Канчанвади, г. Чхатрапати Самбхаджинагар, штат Махараштра, 431011, Индия a https://orcid.org/0009-0009-0230-2030, sudhavgiri@gmail.com; b https://orcid.org/0000-0003-2132-0532, arun.autee@mit.asia; c https://orcid.org/0000-0002-0593-6145, arkadam6@gmail.com; d h ttps://orcid.org/0000-0002-5329-1118, rajendrashinde2222@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 3 с. 185–204 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.3-185-204 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 620.18; 544.7 История статьи: Поступила: 24 мая 2026 Рецензирование: 30 мая 2026 Принята к печати: 13 июня 2026 Доступно онлайн: 15 сентября 2026 Ключевые слова: Графеновое покрытие Теплообменник Напыленное покрытие Ксилольная дисперсия Медная подложка Рамановская спектроскопия ИК-Фурье-анализ РФА-исследования Малослойный графен Терморегулирование АННОТАЦИЯ Введение. Графен обладает исключительной теплопроводностью, гидрофобностью, механической прочностью и высокой подвижностью носителей заряда, что делает его перспективным материалом для систем терморегулирования и теплообмена. Однако традиционные методы нанесения, такие как химическое осаждение из газовой фазы (CVD), часто являются дорогостоящими, технологически сложными и трудно масштабируемыми для крупногабаритных инженерных приложений. Настоящее исследование направлено на разработку простого, экономически эффективного и масштабируемого метода in situ напыления для нанесения графенового покрытия на медные подложки с применением ксилольной дисперсионной системы. Материалы и методы. Для получения стабильной распыляемой дисперсии графена использовали графен, синтезированный по модифицированному методу Хаммерса и диспергированный в смеси ксилола, изопропанола, эпоксидного связующего и суспендирующих агентов. Покрытие наносили на медные подложки в контролируемых условиях. Структурные и поверхностные характеристики графенового покрытия на медной подложке исследовали с помощью рентгенофазового анализа (РФА), рамановской спектроскопии, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье) и растровой электронной микроскопии (РЭМ). Толщина слоя графена и межплоскостное расстояние оценивались с использованием закона Брэгга и уравнения Шеррера. Результаты и обсуждение. Рентгенофазовый анализ (РФА) подтвердил формирование малослойного графена с межплоскостным расстоянием 3,37 Å и расчетной толщиной, соответствующей приблизительно 5-6 слоям графена. Рамановская спектроскопия выявила характерные D-, G- и 2D-полосы, подтверждающие успешное нанесение графенового покрытия на медную подложку. Отношение ID/IG снизилось с 2,1 для исходного графенового порошка до 0,85 после нанесения покрытия, что указывает на преимущественное осаждение лучше диспергированных графеновых листов. ИК-Фурье-анализ показал наличие межфазных взаимодействий Cu–O–C между графеном и медью. Данные РЭМ выявили равномерно распределенные морщинистые графеновые листы, образующие взаимосвязанные проводящие пути по поверхности подложки. Кристаллографическая структура меди осталась неизменной после нанесения покрытия, вторичные фазы не обнаружены. Заключение. Разработанный метод напыления с использованием ксилольной дисперсии представляет собой практичный и масштабируемый способ нанесения графенового покрытия на медные подложки. Полученное покрытие продемонстрировало межплоскостное расстояние 3,37 Å, приблизительно 5-6 графеновых слоев, характерные рамановские сигнатуры графена и однородную морфологию поверхности. Результаты настоящей работы подтверждают потенциал графеновых покрытий на медных подложках для применения в системах терморегулирования, включая конденсаторы, испарители, теплообменники с фазовым переходом и высокоэффективные теплообменные поверхности. Для цитирования: Структурные исследования графенового покрытия на медной подложке, полученного методом масштабируемого распыления из ксилольной дисперсии / С.В. Гири, А. Аути, А. Кадам, Р. Шинде // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 3. – С. 185–204. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.3-185-204. ______ *Адрес для переписки Гири Судхакар Виттхалрао, к.т.н., научный сотрудник Университет им. доктора Бабасахеба Амбедкара в Маратхваде, г. Чхатрапати Самбхаджинагар, 431004, штат Махараштра, Индия Тел.: +91 9850884540, e-mail: sudhavgiri@gmail.com Введение Эффективное использование энергии в промышленных системах в значительной степени определяется эффективностью теплообмена между нагретыми и охлажденными теплоносителями. Теплообменники являются ключевыми элементами для реализации этого процесса; повышение их тепловой эффективности позволяет
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1