OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 189 MATERIAL SCIENCE руемого процесса распыления, остаются редкими. Этот пробел в исследованиях послужил мотивацией для настоящей работы. Графен с эпоксидными связующими для покрытий описан в доступной литературе. Однако при добавлении отвердителя агломерация графена в базовом растворителе со смолой является одним из основных препятствий при приготовлении устойчивого раствора для распыления на металлические подложки для механических применений. Метод напыления, идеальный для получения однородного тонкого покрытия, требует сравнительно более жидкого раствора для распыления, чем другие методы. Цель настоящего исследования – разработать масштабируемый процесс напыления с использованием ксилольной дисперсии для осаждения графена на медные подложки и исследовать структурные характеристики полученной системы графенового покрытия на меди. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: – приготовить стабильную дисперсию графена с использованием ксилольной растворительной системы; – нанести графен на медные подложки методом in situ напыления; – исследовать кристаллографические характеристики графена с помощью рентгенофазового анализа (РФА); – оценить структурные дефекты и характеристики слоев с помощью рамановской спектроскопии; – исследовать межфазные взаимодействия между графеном и медью с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье); – исследовать морфологию покрытия с помощью РЭМ; – оценить пригодность разработанного процесса нанесения покрытия для применения в системах терморегулирования. Материалы и методы Материалы В настоящем исследовании использовался коммерческий графеновый порошок, синтезированный методом усиленного окислительного отслаивания (модифицированный метод Хаммерса) и приобретенный у KNV Incorporation, Нагпур, Индия. Модифицированный метод Хаммерса широко признан эффективным и масштабируемым способом получения графеновых материалов, хотя он может вносить структурные дефекты и остаточные кислородсодержащие функциональные группы в процессе окисления и отслаивания. Перед приготовлением покрытия исходный графеновый порошок был всесторонне охарактеризован с использованием рентгенофазового анализа (РФА), рамановской спектроскопии, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (ИК-Фурье) и растровой электронной микроскопии (РЭМ). РФА-исследования подтвердили графитоподобную структуру с межплоскостным расстоянием 3,37 Å и расчетной толщиной стопки графеновых слоев, соответствующей приблизительно 5-6 слоям. Рамановская спектроскопия показала характерные D-, G- и 2D-полосы графена с отношением ID / IG = 2,1, что указывает на наличие структурных дефектов, характерных для химически отслоенного графена. Данные РЭМ выявили характерную морщинистую и слоистую морфологию отслоенных графеновых листов. Результаты характеризации подтвердили пригодность графенового порошка для приготовления стабильных дисперсий и последующего нанесения покрытий методом распыления. Выбор графена, синтезированного модифицированным методом Хаммерса, был основан на его масштабируемости, коммерческой доступности и пригодности для крупноформатных покрытий. Хотя альтернативные методы синтеза, такие как химическое осаждение из газовой фазы, могут производить графен более высокого качества с меньшим количеством дефектов, эти методы, как правило, связаны с более высокими производственными затратами и меньшей масштабируемостью. Поэтому химически отслоенный графен был признан более подходящим для настоящего исследования, которое сосредоточено на разработке практичного и масштабируемого процесса нанесения покрытия методом распыления. Методы исследования Структурные, морфологические и химические характеристики графенового порошка и графеновых покрытий на медных подложках
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1