Автор: AZoNano 17456 1945 1945 1945 1945 1945 1945 1945 ]

С момента своего открытия медь была жизненно важной для человеческих технологий. В древние времена его использовали для изготовления оружия и инструментов. Даже сегодня он находит широкое применение, особенно в электронных устройствах, которые требуют проводки.

Однако при использовании меди возникает проблема окисления ее поверхности с течением времени, даже в условиях окружающей среды, что в конечном итоге приводит к коррозии. Поэтому разработка долгосрочной техники защиты открытых поверхностей из меди является важной целью.

Покрытие поверхностей металла антикоррозийными веществами является одним из распространенных способов предотвращения коррозии. Графен широко исследовался как вещество для антикоррозионного покрытия, поскольку он действует как барьер для молекул газа.

Однако, несмотря на эти характеристики, графеновые листы защищают медь от коррозии только в течение более коротких периодов времени (менее 24 часов). Удивительным фактом является то, что после этого начального периода графен увеличивает скорость коррозии меди, что полностью противоречит ее антикоррозийным свойствам.

Под руководством профессора Хёнбина Сона, команды исследователей из Университета Чунг-Анг, Корея, проанализировали острова графена на медной подложке, чтобы изучить закономерности его коррозии, чтобы лучше понять уникальную природу графена, наблюдаемую в его взаимодействиях. с медью.

Известно, что графен механически очень прочен и непроницаем для всех газов, включая водород. После исследований, утверждающих, что коррозия медных подложек ускорялась под действием графена из-за различных дефектов, эти свойства привлекли большое внимание в качестве барьера окисления для металлов и были спорными в течение более десяти лет .

Хёнбин Сон, профессор, Университет Чунг-Анг

проф. Сон продолжил: « Тем не менее, они не были качественно исследованы в течение более длительного периода времени. Таким образом, мы были заинтересованы в изучении роли графена как коррозионно-стойкой пленки на границе раздела графен-медь . »

Профессор Сон и его коллеги использовали спектроскопию комбинационного рассеяния света, интерферометрию белого света и сканирующую электронную микроскопию для изучения тенденций коррозии меди в течение 30 дней.

Первоначально исследователи определили, что коррозия развивалась по краям, распространяя оксид меди (Cu ₂ O), окисленную форму меди, с различными дефектами, такими как границы зерен, края и отсутствующие атомы. Это привело к расщеплению водяного пара, который поставлял кислород для процесса окисления, до такой степени, что весь барьер оказался бесполезным, а медь полностью корродировала под ним.

Из-за воздействия графена на окружающий водяной пар защищенная часть медного субстрата была сильно корродирована по сравнению с незащищенной частью. Со временем накопление Cu ₂ O под листом графена рассеивало деформацию и приводило к р-легированию в графене, образуя гибридоподобную структуру. Однако после 13 дней воздействия окружающей среды исследователи обнаружили что-то новое.

Они заметили, что коррозия значительно замедлилась, с образованием нового гибрида графена и слоя Cu ₂ O. В то же время непрерывная коррозия незащищенной меди наблюдалась с постоянной скоростью, пока она не проникла гораздо глубже по сравнению с коррозией под защитой графена.

Эти результаты показывают, что графен действительно служит для защиты меди от глубокого проникающего окисления, в отличие от выводов более ранних исследований.

Мы наблюдали, что в течение более длительного периода времени (более 1 года) гибридная структура графен-Cu ₂ O стала защитным слоем от окисления. Область за графеном была сильно окислена CuO с глубиной 270 нм .

Хёнбин Сон, профессор, Университет Чунг-Анг

Наконец, это исследование нашло решение вопроса о том, возможно ли использовать графен для защиты меди от окисления.

В течение почти десятилетия антикоррозионные свойства графена были спорными, и многие исследования показали, что графен ускоряет окисление меди (что приводит к ее коррозии). Мы впервые показали, что гибридная структура графен-Cu ₂ O, которая формируется в течение длительного периода, значительно замедляет окисление меди в долгосрочной перспективе по сравнению с голой медью .

Хёнбин Сон, профессор, Университет Чунг-Анг

Прежде чем приступить к дальнейшему применению графена в качестве антикоррозионного материала, потребуется больше времени. Тем не менее, однозначное утверждение состоит в том, что это исследование в перспективе устранило различные барьеры в использовании графена для увеличения срока службы меди.

Источник: https://neweng.cau.ac.kr/index.do