Влияние восстановленного оксида графена (rGO) и терморасширенного графита (TEFG) на механические свойства никель-графеновых композитов

О.Ю. Курапова, И.В. Смирнов, Е.Н. Соловьева, И.Ю. Арчаков ORCID logo , В.Г. Конаков показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 30 октября 2019; Исправлена: 28 января 2020; Принята: 04 февраля 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: О.Ю. Курапова, И.В. Смирнов , Е.Н. Соловьева , И.Ю. Арчаков , В.Г. Конаков. Влияние восстановленного оксида графена (rGO) и терморасширенного графита (TEFG) на механические свойства никель-графеновых композитов. Письма о материалах. 2020. Т.10. №2. С.164-169
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-164-169

Аннотация

The effect of different graphene sources (rGO and TEFG) at low contents on the Nickel-Graphene composites microstructure and mechanical properties is reported.Композиты с никелевой матрицей являются важными материалами для различных технических применений. В настоящей статье описывается изготовление объемных графен-никелевых (Gr-Ni) композитов на основе никеля с восстановленным оксидом графена (rGO-Ni) методом порошковой металлургии с использованием различных источников графена, а именно терморасширенного графита (TEFG) и восстановленного оксида графена (rGO) и исследование механических свойств композитов. Однородное распределение производных графена в никелевой матрице было подтверждено для всех составов методами рентгеновской и рамановской спектроскопии. Было доказано, что различные источники Gr в исходных порошковых смесях приводят к некоторому различному типу производных графена в полученных композитах. Тем не менее данные сканирующей электронной микроскопии показали, что микроструктура образцов, полученных с использованием различных источников графена, довольно схожа. Было показано, что механические свойства композитов очень чувствительны к типу производного графена, выбранного при низком содержании добавки. Добавление TEFG приводит к снижению значений прочности на растяжение, пластичности и удлинения для всех композиций. Было показано, что добавление 0.1 мас.% rGO приводило к увеличению удлинения до разрушения на 34 % без изменения значения предела прочности для композита. Композит rGO-Ni с концентрацией 0.1 мас.% показал увеличенное удлинение и предел прочности на разрыв, сопоставимый с образцом чистого никеля. Фрактографические тесты выявили разницу в механическом поведении композитов rGO-Ni и Gr-Ni.

Ссылки (18)

1. S. C. Tjong. Mater. Sci. Eng. R. 74, 281 (2013). Crossref
2. I. A. Ovidko. Rev. Adv. Mater. Sci. 38, 190 (2014).
3. K. Fu, X. Zhang, C. Shi, E. Liu, F. He, J. Li, N. Zhao, C. He. Mater. Sci. Eng. A. 715, 108 (2018). Crossref
4. K. Chu, C. Jia. Phys. Status Solidi A. 211, 184 (2014). Crossref
5. Y. Kim, J. Lee, M. Yeom, J. Shin, H. Kim, Y. Cui, J. Kysar, J. Hone, Y. Jung, S. Jeon, S. Han. Nature. Commun. 4, 2114 (2013). Crossref
6. T. Borkar, H. Mohseni, J. Hwang, T. W. Scharf, J. S. Tiley, S. H. Hong, R. Banerjee. Journal of Alloys and Compounds. 646, 135 (2015). Crossref
7. A. G. Glukharev, V. G. Konakov. Rev. Adv. Mater. Sci. 56, 124 (2018). Crossref
8. C. Zhao. Applied Physics A. 118, 409 (2015). Crossref
9. Z. Ren, N. Meng, K. Shehzad, Y. Xu, S. Qu, B. Yu, J. K. Luo. Nanotechnology. 26, 6 (2015). Crossref
10. D. Kuang, L. Xu, L. Liu, W. Hu, Y. Wu. Appl. Surf. Sci. 273, 065706 (2013). Crossref
11. H. Algul, M. Tokur, S. Ozcan, M. Uysal, T. Cetinkaya, H. Akbulut. Applied Surface Science. 359, 484 (2015). Crossref
12. J. Jiang, X. He, J. Du, X. Pang, H. Yang, Z. Wei. Materials Letters. 220, 178 (2018). Crossref
13. V. G. Konakov, O. Yu. Kurapova, I. V. Lomakin, N. N. Novik, S. N. Sergeev, E. N. Solovyeva, A. P. Zhilyaev, I. Yu. Archakov, I. A. Ovid’ko. Rev. Adv. Mater. Sci. 50, 1 (2017).
14. V. G. Konakov, O. Yu. Kurapova, I. V. Lomakin, I. Yu. Archakov, E. N. Solovyeva, I. A. Ovidko. Rev. Adv. Mater. Sci. 44, 361 (2016).
15. O. Y. Kurapova, A. G. Glukharev, O. V. Glumov, M. Y. Kurapov, E. V. Boltynjuk and V. G. Konakov. Electrochimica Acta. 320 (10), 134573 (2019). Crossref
16. W. S. Hummers Jr., S. William, R. E. Offeman. Journal of the American Chemical Society. 80, 1339 (1958). Crossref
17. S. N. Alam, N. Sharma, L. Kumar. Graphene. 6 (1), 1 (2017). Crossref
18. P. Hidalgo-Manrique, X. Lei, R. Xu, M. Zhou, I. A. Kinloch, R. J. Young. Journal of materials science. 54, 12236 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование

1. Russian foundation for basic research - # 18-29-19086
2. Ministry of Education and Science of Russian Federation - Zadanie #16.3483.2017/PCh