Сравнительный анализ температурной зависимости диффузионных и прочностных характеристик армированных графеном пленок Al, Ni и Ti

Э.Д. Курбанова1, В.А. Полухин1,2, А.Е. Галашев3
1Институт металлургии УрО РАН, ул. Амундсена 101, 620016 Екатеринбург
2Институт материаловедения и металлургии УрФУ, ул. Мира 28, 620062 Екатеринбург
3Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, ул. Академическая 20, 620219, Ека-теринбург
Аннотация
В настоящее время успешно развивается аддитивная техноло-гия синтезирования слоистых композитов методами прецизи-онной металлургии – паро-газовым химическим последова-тельным осаждением паров (CVD) с формированием послой-но армирующих слоев 2D-кристаллов Si, C, B и низкоразмер-ных металлических пленок (возможно также с напылением порошков, их лазерным спеканием и полировкой). В ходе исследований на основе компьютерного моделирования тер-мической эволюции нанопленок металлов (Ni, Ti, Al) выяв-лены особенности зарождения и активации кинетических процессов, определяющих температуры начала структурных изменений, снижения термической устойчивости интерфейсных функциональных элементов (графен/металл: G/Me). Результатом этих процессов является развитие термоактивиро-ванных динамических трансформаций в двумерных системах металлических нанокластеров и пленок переходных металлов, размещенных на графеновых подложках и образующих с ними в результате контакта специфическую поверхность раздела (интерфейс) с разными по величине энергиями связи. Для всех рассмотренных в данной статье армированных графеном металлических пленок установлено, что рост температуры (до 3700 К для G/Ni and G/Ti и до 2200 K для G/Al) в случае двойного покрытия графена (Me/G/Me) вызывает их двух-кратное удлинение в сравнении с односторонним. При доста-точно высокой термостабильности структуры интерфейсных систем хемосорбционного типа (Ni, Ti), размещенных на по-верхности листа G, сохранение ее устойчивости относительно плоскости нормальных диффузионных возмущений и восста-новление функциональной электронной структуры (конуса Дирака), как показано, может быть также обеспечено проце-дурой интеркаляционного легирования металлами с sp-связями и (Al) и d заполненными орбиталями.
Получена: 07 июня 2016   Исправлена: 03 октября 2016   Принята: 15 октября 2016
Просмотры: 51   Загрузки: 19
Ссылки
1.
Khomyakov P. A., Giovannetti G., Rusu P. C. et al. // Phys. Rev. 79 (2009).
2.
Nordlund K, Keinonen J. //Phys. Rev. Lett. 77. (1996).
3.
Polukhin V. A., Yu. Ya. Gafner, I. V. Chepkasov, E. D. Kurbanova // Russian Metallurgy (Metally). 2. (2014).
4.
Galashev A. E., Polukhin, V. A.// Physics of the Solid State. 55 (2013).
5.
A. E. Galashev, V. A. Polukhin// Physics of the Solid State. 55 (2013).
6.
A. Ye. Galashev, V. A. Polukhin. Physics of Metals and Metallography. 115, 7 (2015).
7.
V. A. Polukhin, M. M. Dzugutov. Fizika metallov i metallovedenie. 55,1 (1981).
8.
A. E. Galashev //Technical Physics. 2014. V. 59. № 4, P. 467.
9.
V. A. Polukhin, E. D. Kurbanova, A. E. Galashev Russian Metallurgy (Metally). 8 (2014).
10.
Galashev, A. E., Polukhin V. A. // Russian Journal of Physical Chemistry A. 88 (2014).
11.
V. A. Polukhin, E. A. Pastukhov, N. I. Sidorov. Fizika metallov i metallovedenie. 57, 3 (1984).
12.
V. A. Polukhin, E. D. Kurbanova//Russian Metallurgy (Metally). 2 (2016).
13.
E. N. Voloshina, A. V. Generalov, M. Vesser et al.// New Journ. Phys. 13 (2011).