«Технологии получения и особенности формирования структуры и свойств композиционных материалов медь-углеродные наноструктуры» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, кандидат наук Бобрынина Елизавета Викторовна

• Бобрынина Елизавета Викторовна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Бобрынина Елизавета Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА И ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМЫ МЕДЬ-УГЛЕРОД

1.1. Углеродные наноструктуры. Виды, строение и свойства

1.1.1. Фуллерены и фуллереновая сажа

1.1.2. Углеродные нанотрубки

1.1.3. Графен и оксид графена

1.2. Методы получения композиционных материалов Си - С

1.3. Физико - механические свойства материалов Си - С

1.4. Механизмы упрочнения, осуществляемые в материалах Си - С

1.5. Трибологические свойства композиционных материалов Си - С

1.6. Взаимодействие Си/С через образование межфазного слоя состоящего из оксида меди

1.7. Выводы по главе

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Материалы

2.1.1. Исходные углеродные наноструктуры

2.1.2. Исходные медные порошки

2.2. Методика проведения синтеза

2.2.1. Метод механического размола

2.2.2. Метод осаждения из газовой фазы

2.2.3. Метод совместного распыления

2.3. Контроль структуры, химического и фазового состава материала

2.3.1. Рентгеноструктурный анализ

2.3.2. Термический анализ

2.3.3. Сканирующая электронная микроскопия

2.3.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

2.4. Получение компактных материалов системы медь-углерод

2.5. Методики исследования компактных образцов

2.5.1. Определение плотности пористых образцов

2.5.2. Оптическая микроскопия

2.5.3. Спектроскопия комбинационного рассеяния

2.6. Измерение свойств компактных образцов

2.6.1. Измерение физико - механических свойств

2.6.2. Измерение трибологических свойств

2.7. Исследование исходных углеродных наноструктур

ГЛАВА 3. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ, ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННОЙ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОСТРУКТУРАМИ МЕТОДОМ МЕХАНИЧЕСКОГО РАЗМОЛА

3.1. Исследование композиционных порошков медь-углеродные наноструктуры, полученных методом механического размола

3.2. Исследование особенностей формирования микроструктуры композиционного материала Си - С, полученного методом размола

3.3. Исследование методами материалов Си - С60 и Си - ФС рентгеновской дифракции и рамановской спектроскопии

3.4. Исследование свойств композиционного материала Си-С, полученного методом размола

3.4.1. Твердость и теплопроводность композиционных материалов

3.4.2. Влияние углеродных наноструктур на трибологические свойства композиционного материала полученного методом размола

3.5. Сравнение свойств композиционных материалов медь-углеродные наноструктуры, полученные методом механического размола, с известными медными сплавами

3.6. Выводы по главе

ГЛАВА 4. ВВЕДЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР ПУТЕМ ГАЗОФАЗНОГО СИНТЕЗА НА ПОВЕРХНОСТИ МИКРОЧАСТИЦ

4.1. Исследование влияния параметров синтеза

4.2. Исследование влияния морфологии частиц на углеродный продукт

4.3. Влияние шероховатости поверхности на структуру углеродного продукта

4.4. Получение образцов композиционных материалов, определение их основных физико-механических характеристик

4.5. Исследование компактных образцов

4.6. Выводы по главе

ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕДЬ -УГЛЕРОДНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ МЕТОДОМ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА

5.1. Исследование композиционных порошков медь-углеродные наноструктуры полученных методом распыления сумпензии

5.2. Исследование микроструктуры композиционных материалов

5.3. Исследование физико-механических свойств композиционных материалов

5.4. Исследование трибологических свойств композиционных материалов

5.5. Особенности формирования структуры углерода в композиционном материале Си-ФС полученного методом распыления

5.6. Сравнение свойств композиционных материалов медь - углеродные наноструктуры, полученные методом распыления, со сплавами и композитами на медной основе

5.7. Выводы по главе

ГЛАВА 6. СРАВНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Си - С ПОЛУЧЕННЫЕ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ

6.1. Особенности формирования микроструктуры композиционного материала в зависимости от метода получения

6.2. Влияние метода получения на физико-механические и трибологические свойства материалов

6.3. Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему ««Технологии получения и особенности формирования структуры и свойств композиционных материалов медь-углеродные наноструктуры»»

ВВЕДЕНИЕ

Создание композиционных порошковых материалов - одно из наиболее развивающихся направлений современного материаловедения. Методами порошковой металлургии решён ряд сложных технических задач, в том числе разработка и производство порошковых самосмазывающихся подшипников, твердых сплавов на основе карбида вольфрама с кобальтовой связкой, магнитных и других материалов.

Значительный научный и практический интерес, представляют порошковые композиционные сплавы на основе меди. Они позволяют получить в материале сочетание высокой электрической проводимости и механических свойств, что делает их незаменимыми для изготовления электродов контактной сварки, токопроводящих наконечников, электрических контактов и т.д. Например, материалы на основе меди, упрочненные наноразмерным оксидом алюминия, обладают высокими значениями прочности и износостойкости при высоких значениях тепло- и электропроводности и применяются в качестве материала для создания наконечников для контактной сварки.

В последние годы появились работы, посвященные композиционным материалам на основе меди, дисперсно-упрочненной различными углеродными наноструктурами (углеродные нанотрубки/нановолокна, графен). Новые материалы Си-С сочетают в себе высокие значения прочности и теплопроводности, что делает их перспективными для применения в электротехнике. Однако существенным недостатком, ограничивающим промышленное получение и применение медных сплавов дисперсно -упрочненных углеродом, является отсутствие систематизированных экспериментальных данных и установленных закономерностей влияния технологии получения на их структуру и свойства в зависимости от типа углеродных нанодобавок. Это не позволяет выявить наиболее эффективные способы получения композиционных материалов с требуемыми эксплуатационными свойствами.

В связи с этим актуальным является исследование закономерностей влияния добавок углеродных наноструктур различного типа (фуллерен, фуллереновая сажа, графен и углеродные нановолокна) и методов их введения на физико-механические и трибологические свойства композиционного материала системы медь-углерод.

Цель работы: Экспериментальный анализ и выявление особенностей влияния различных технологических методов получения композиционных материалов на основе меди дисперсно-упрочненных углеродными наноструктурами разного типа на их физико-механические и эксплуатационные свойства.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1. Синтез композиционных порошков на основе меди, упрочненной разными типами углеродных наноструктур (фуллерен, фуллереновая сажа, нанотрубки/нановолокна, графен) с использованием различных технологических методов (механическое легирование, газофазный синтез и смешивание на молекулярном уровне).

2. Исследование структуры и свойств композиционных порошков с различным типом углеродных наноструктур, полученных различными методами.

3. Получение компактных композиционных материалов медь-углерод; исследование их микроструктуры, физико-механических и трибологических свойств.

4. Сравнительный анализ и выявление достоинств и недостатков различных технологических методов получения на свойства композиционных материалов на основе меди дисперсно-упрочненной углеродными наноструктурами.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Установлены закономерности влияния типа (морфологии) наночастиц углерода на структуру и свойства (механические, теплофизические, антифрикционные) композиционных материалов на основе меди, полученных совместным размолом порошков с различной концентрацией углеродных частиц и временем помола. Показано, что наночастицы углерода выступают в качестве восстановителя тонких оксидных пленок на поверхности медных частиц, что существенно влияет на формирование микроструктуры композиционного материала.

2. Выявлены особенности процесса получения композиционного материала Си-С (где С - С60 или фуллереновая сажа) распылением суспензии {Cu(NO3)2+C} с последующими термическими обработками и показано, что метод распыления позволяет получить равномерное распределение наночастиц углерода по всему объему материала. Установлено, что в процессе синтеза образуется комплекс -Cu-O-C, связывающий медную матрицу с углеродными наночастицами, что способствует улучшению связи на границе Cu/C без дополнительной обработки углерода. За счёт этого значительно повышается прочность (аизг до 670 МПа) при сохранении пластичности (5>5%) и снижается коэффициент трения (с 0.45 до 0.15) композиционного материала.

3. Определены закономерности поведения композиционного материала медь-углерод в условиях трения скольжения в зависимости от метода получения материала и типа (морфологии) углеродных добавок. Показано, что при добавлении сферических углеродных наночастиц, таких как, фуллерены и фуллереновая сажа, значительное влияние на коэффициент трения оказывает метод получения композиционного материала, который определяет строение частиц композиционного порошка, в частности - положение углерода в медной матрице.

В случае добавления в медную матрицу «слоистых» частиц, графена и восстановленного оксида графена, метод получения не оказывает влияния, а единственным фактором, определяющим поведение материала в процессе трения, является «слоистое» строение углеродных частиц, которые в процессе

скольжения смазывают поверхность, ограничивая прямой контакт материал/контртело.

Практическая значимость работы:

Разработаны практические рекомендации по использованию различных методов получения композиционных материалов на основе меди дисперсно -упрочненных углеродными наноструктурами, позволяющие целенаправленно выбирать технологию их изготовления для достижения требуемых эксплуатационных характеристик.

Разработаны новые материалы на основе системы Си-углеродные наноструктуры, сочетающие в себе высокую прочность и электропроводность, характерные для дисперсно-упрочненных материалов; и антифрикционные свойства, характерные для материалов медь-графит, что позволяет расширить область их использования, в частности для узлов трения и теплоотводящих материалов, работающих при повышенных температурах; электротехнических материалов, работающих в условиях механических нагрузок (скользящие электрические контакты, тоководы) и т.д.

Диссертационная работа содержит следующие положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности влияния технологии получения композиционного материала на основе меди, упрочненной углеродными наноструктурами, на их физико-механические и трибологические свойства.

2. Механизмы образования комплексного соединения -Си-О-С в композиционных порошках медь-углеродные наноструктуры, полученных методом смешивания на молекулярном уровне, и его положительное влияние на эксплуатационные свойства материала.

3. Практические рекомендации по использованию различных методов получения композиционных материалов на основе меди дисперсно-

упрочненной углеродными наноструктурами, позволяющие целенаправленно выбирать технологию для получения требуемых свойств.

Диссертация состоит из шести глав. В первой главе проведен анализ состояния вопроса получения композиционных материалов медь - углеродные наноструктуры. Рассмотрены некоторые углеродные наноструктуры и основные методы получения композиционных материалов медь - углерод, приведены физико-механические и трибологические свойства материалов. Проанализирована возможность взаимодействия между медью и углеродом через кислород находящийся в функциональных группах. Во второй главе приводится описание используемых в работе исходных материалов, методов синтеза, исследовательского оборудования и методик исследования. В третьей главе показаны экспериментальные результаты по получению и исследованию структуры композиционных порошковых материалов медь-углерод полученных методом механического размола. Установлено влияние времени размола и содержания углеродных наночастиц на размер и морфологию композиционных порошков. Исследованы микроструктура, физико-механические и трибологические свойства КМ. Проведено сравнение некоторых свойств полученных композиционных материалов с известными сплавами. В четвертой главе показаны экспериментальные результаты по получению и исследованию структуры композиционных порошковых материалов медь-углерод полученных методом газофазного синтеза. Установлено влияние времени и температуры синтеза на морфологию углеродного продукта. Исследованы микроструктура, физико-механические и трибологические свойства полученного материала. В пятой главе представлены результаты по получению и исследованию композиционных порошковых материалов ^ - C методом распыления. Изучены физико-механические и трибологические свойства КМ. Исследовано влияние синтеза на конечную структуру углеродных наночастиц. Проведено сравнение свойств материалов

полученных распылением с известными медными композитами и сплавами. В шестой главе приводится анализ микроструктуры и свойств композиционных материалов в зависимости от метода получения и типа углеродных наностурктур. Представлено полное сравнение свойств композиционных материалов Cu - C с дисперсно-упрочненными композитами и сплавами на медной основе.

Личный вклад автора состоит в проведении экспериментов по синтезу композиционных порошковых материалов, исследовании влияния технологических параметров на структуру и свойства продукта, изучении механизмов и кинетических закономерностей роста углеродных наноструктур, получении компактных материалов и изучении их физико-механических характеристик, анализе и изложении результатов исследований.

Основные результаты работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях: Научно-практическая конференция с международным участием «Неделя науки» СПбГПУ (Санкт-Петербург, 2013,2014,2017,2018,2019); XIII международная конференция молодых ученых и специалистов «Новые материалы и технологии» ФГУП «ЦНИИ КМ Прометей (Санкт-Петербург, 2014); Международная научно - техническая конференция «Нанотехнологии функциональных материалов» (Санкт-Петербург, 2014); Восьмой всероссийский форум студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и инновации в технических университетах» (Санкт-Петербург, 2014); International conference on structural, mechanical and materials engineering (Dalian, China, 2015); The 25th International Baltic Conference of Engineering Materials and Tribology (Riga, Latvia, 2016); 18th Russian Youth Conference on Physics of Semiconductors and Nanostructures, Opto- and Nanoelectronics (Санкт-Петербург, 2016); 10-й Международный симпозиум, «Порошковая металлургия: инженерия поверхности, новые порошковые композиционные материалы. Сварка» (Минск, Беларусь, 2017); New Materials and Technologies in Mechanical Engineering (Санкт-Петербург, 2019), Международная научная конференция

«Современные материалы и передовые производственные технологии» (Санкт-Петербург, 2019).

Основные положения диссертации опубликованы в 20 работах, из них 7 в журналах, входящих в базу Scopus и рекомендуемых перечнем ВАК РФ, зарегистрированы права на одно изобретение.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА И ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМЫ

МЕДЬ-УГЛЕРОД.

Материалы на основе меди широко применяются во многих отраслях промышленности. Чистая медь известная своей высокой электропроводностью и пластичностью, но при этом она обладает низкими значениями прочности. Добавление легирующих элементов позволяет повысить прочностные характеристики, но зачастую даже небольшое количество добавок приводит к снижению теплофизических свойств. С другой стороны, дисперсно-упрочненные материалы на основе меди, например, оксидными частицами (А1203, ггО и др.), позволяют сохранить теплофизические характеристики без потери прочности даже при высоких температурах, такие материалы могут применяться в качестве наконечников для контактной сварки. Ещё одним из применений материалов на основе меди является создание широко известного антифрикционного материала - медь-графит (ГОСТ 26719 - 85), который обладает низким значением коэффициента трения, что делает его также незаменимым и для изготовления скользящих электрических контактов. Но, однако, он обладает низкими значениями износостойкости, твердости и теплостойкости.

Износостойкость Твердость

Рисунок 1.1 -Диаграмма свойств медных материалов

В связи с этим разработка новых материалов, сочетающих в себе свойства дисперсно-упрочненных и антифрикционных материалов на основе меди является актуальной задачей. Этого можно добиться путем создания композиционных материалов Си - С.

В последние годы появляется всё больше работ, посвященных композиционным материалам на основе меди, дисперсно-упрочненной различными углеродными наноструктурами: углеродные нанотрубки (УНТ), графен, оксид графена (ОГ), восстановленный оксид графена (ВОГ) и фуллерены (рис. 1.2). Композиционные материалы Си - С, вызывают большой интерес благодаря сочетанию механических и электрических свойств [6-28], кроме того, эти композиты в основном имеют низкий коэффициент трения и износ [19-24], что необходимо для применения в качестве антифрикционных материалов.

а

22,69% б

Рисунок 1.2 - Количество публикаций по введению углеродных наноструктур в медную матрицу: 2009-2018 г.(а) и 2018 г.(б) по данным базы Scopus

Наиболее активно ведутся разработки в области получения исследования материалов ^ - Графит, ^ - оксид графена (ОГ) и ^ - Графен. Наблюдаемая тенденция увеличения количества научных статей обусловлена дешевизной углеродных материалов таких как, графит и оксид графена, и присвоением нобелевской премии за исследование графена британскими учеными - Андрею Гейму и Константину Новоселову в 2010 году. Круговая диаграмма распределения общего количества публикаций в 2018 году приведена на рисунке 1.2 б, как видно из диаграммы, доля работ по исследованию ^ - Графит, ^ - ОГ и ^ - Графен составляет 32.73 %, 27.24 % и 22.69 % соответственно.

1.1. Углеродные наноструктуры. Виды, строение и свойства

Углеродные материалы интенсивно изучались в оптике, электрохимии, механике и трибологии в течение нескольких десятилетий благодаря широкому разнообразию их морфологий, хорошей коррозионной стойкости, отличным механическим свойствам и высокой теплопроводности. Более того, углеродные наноматериалы, включая нульмерные (0D) фуллерены, одномерные (Ш) углеродные нанотрубки, двумерный (2D) графен и трехмерные (3D) наноалмазы, обладают необычными электрохимическими свойствами, что делает их идеальными кандидатами для использования в различных областях.

В основном состоянии углерод имеет следующую электронную конфигурацию: 1s22s2px12py1. При этом, стоит отметить, что электроны, расположенные на ^ орбитали сильно связанны с ядром и в химических реакциях, не участвуют, а валентными орбиталями являются 2s и 2p. При образовании кристаллической структуры валентные электроны образуют орбитали 2px, 2py и 2pz) способные учувствовать в образовании

ковалентных связей. Поскольку разность энергий между верхними 2p и нижними 2s уровнями мала (около 4 эВ) по сравнению с энергией химической

(ковалентной) связи, может происходить гибридизация 2s электрона с одним, двумя или тремя 2p электронами с образованием spn-гибридизации, где п=1, 2, 3 соответственно. Способность углерода находиться в различных состояниях гибридизации объясняет многообразие форм, в которых он встречается (графит, алмаз, аморфные формы углерода). Помимо известных форм углерода (графит и алмаз) существует множество наноразмерных форм, таких как: фуллерены, углеродные нанотрубки, оксид графена, графен и т.д. [29]

1.1.1. Фуллерены и фуллереновая сажа

Фуллерены были открыты в 1985 году в ходе серии экспериментов по лазерному испарению графита с последующим анализом получившихся углеродных кластеров методом масс-спектрометрии. При этом было обнаружено, что наряду с небольшими линейными кластерами появляется большое количество молекул с четным количеством атомов (50, 60, 70) и наиболее часто встречающимся является кластер с 60 молекулами углерода. В результате проведенных экспериментов, было определено, что кластер состоящий из 60 атомов углерода имеет форму шара, состоящего из шести- и пятиугольников, образованных sp2 гибридизованными атомами углерода.

Наиболее распространенными методами синтеза фуллеренов являются метод лазерного испарения, резистивного нагрева или электродугового разряда, суть которых заключается в испарение графита за счет его нагрева до высоких температур в инертной среде (среде инертных газов или вакууме). При этом, во всех перечисленных методах в качестве продукта синтеза образуется фуллереновая сажа, являющаяся смесью фуллереноподобных кластеров различного размера (С60, С70, С76, С78 и т.д.) а также наночастиц аморфного углерода [30]. Для сравнения приведены рентгенограммы фуллеренов и фуллереновой сажи (ФС), представленные в работе [31] (рис. 1.3 а)

20, degree, CuK«

Рисунок 1.3 - Дифрактограммы (а) и СЭМ изображение ФС (б) [31]

Так как фуллерены способны растворяться в неполярных растворителях, для получения чистых С60 их подвергают экстракции с использованием аппарата Сокслета. Полученный таким метод экстракт в дальнейшем подвергается выпариванию в роторных испарителях, для удаления остаточных примесей [32-34].

На рисунке 1.4 а приведены спектры комбинационного рассеяния для фуллеренов С60 и С70.

1-■--15000

5 10 15 20 25

400 800 1200 1600 2000 2 е (degree)

wavenumber / cm-1

а б

Рисунок 1.4 - Спектры комбинационного рассеяния для С60 и С70 [29] (а) и рентгенограмма фуллеренов С60 (б) [35]

1.1.2. Углеродные нанотрубки

Углеродные нанотрубки представляют собой цилиндрическую структуру из скрученного графенового слоя, при этом углеродные нанотрубки разделяют на одностенные и многостенные. Вторые представляют собой коаксиальную сборку из полых цилиндров. На рисунке 1.5 а приведены изображения структуры углеродных нанотрубок. При этом, обычно, нанотрубки имеют отношение диаметра к длине более 1000 [36].

а

б

Рисунок 1.5 - Изображения структуры одностенных и многостенных углеродных нанотрубок (а) и СКР одностенной углеродной нанотрубки [38]

Для получения углеродных нанотрубок применяются различные методы синтеза, включая: дуговой разряд, лазерную абляцию и химической осаждение из паровой фазы. При получении нанотрубок методом дугового разряда используется камера, заполненная инертным газом, в которой с использованием графитовых электродов создается дуговой разряд (за счет подачи на них высокого напряжения). При образовании дуги образуется плазма с температурой до 4000 °С, за счет чего происходит испарение графита и образование углеродных нанотрубок [29]. Метод лазерной абляции похож на

метод дугового разряда, а разница между ними заключается только в методе подвода энергии и прекурсору (графиту) [29]. На сегодняшний день, наибольший интерес представляет получение углеродных нанотрубок методом химического осаждения из паровой фазы, так как данный метод может масштабироваться до промышленных масштабов. При синтезе углеродных нанотрубок методом химического осаждения из паровой фазы, в качестве прекурсора выступают газообразные (реже жидкие) углеводороды которые разлагаются при высоких температурах, в среде инертного газа, в присутствие металлического катализатора (Fe, М, на поверхности которого начинает рост нанотрубки [37].

На рисунке 1.5 б приведен спектр комбинационного рассеяния, полученный для одностенной углеродной нанотрубки. Спектр комбинационного рассеяния (СКР) нанотрубок имеет три важных полосы: RBM (мода радиального дыхания) в области низких значений волнового числа (100600 см-1); D-полоса с пиком в области 1350 см-1; G-полоса с пиком в области 1580 см-1.

1.1.3. Графен и оксид графена

Графен представляет из себя двухмерный (2D) кристалл, состоящий из атомов углерода в sp2 гибридизированном состоянии. Графен является элементарной единицей из которой состоит нульмерный (0D) фуллерен, одномерная (Ш) нанотрубка и трехмерный (3D) графит [39]. Несмотря на то, что теоретическое изучение графена длилось в течение нескольких десятилетий, а его электронно-зонная структура была рассчитана еще в 1947, до начала 2000-х годов его существование в свободном состояние предполагалось невозможным, так как автономный графен считался термодинамически нестабильным [40-42]. Однако в 2004 году в работе [21] авторам удалось получить и исследовать свойства однослойного графена.

Для получения графена был разработан ряд подходов. Все подходы можно разделить на две большие группы: нисходящий синтез, при котором графен получается за счет механического или химического разделения слоев графита и восходящий подход, при котором синтез происходит путем химического осаждения из паровой фазы или эпитаксиального роста на подложке [29]. Одним из наиболее распространенных методов синтеза графена, на сегодняшней день, является химического расслоение оксида графита с последующим его восстановлением до графена. Наиболее распространённый метод получения оксида графита - это метод Хаммерса, при котором графитовый порошок окисляется за счет взаимодействия перманганата калия с суспензией из графита, нитрата натрия и серной кислоты, в процессе такой обработки на поверхности графита происходит образование большого количества анионных групп, которые увеличивают расстояние между слоями графена в кристалле. [44-45]. При механическом воздействие на полученный оксид графита в водной среде происходит интеркаляция молекул воды в межслоевое пространство кристалла графита, и он разделяется на монослои графена. Полученный таким методом оксид графена может быть впоследствии восстановлен до графена.

D Band G Band

1300 1ED0 2303 2SS3 2 300 3 50 0 4033

Raman shift fern"1)

Рисунок 1.6 - Спектр комбинационного рассеяния для оксида графена (ОО) и восстановленного оксида графена (ЯОО) [44]

1.2. Методы получения композиционных материалов ^ - С

Свойства композиционных материалов Си - С определяются количеством и типом добавляемого углерода, а также однородностью его распределения и связью с матрицей. Последнее в первую очередь зависит от способа введения углеродных частиц в металлическую матрицу.

Композиционные материалы (КМ) металл-углеродные наноструктуры могут быть получены различными методами. Широко используемыми являются методы: метод смешивания в мельницах различного типа [6,45-47], на молекулярном уровне [48-53], газофазный синтез [54-56], и электроосаждение [6,57].

Рисунок 1.7 - Схема получения Си-ОГ КМ методом размола [6]

В работе [50] авторы получали композиционный материал Си-С№^ методом молекулярного смешивания (МЬМ). Синтез проходит в несколько этапов: вначале проводят обработку углеродных наноструктур для функционализации поверхности, далее углеродные наноструктуры смешивают

с раствором содержащим ионы ^ и высушивают при 150-200 °С на воздухе. Схема процесса показана на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 - Схема процесса молекулярного смешивания (molecular level

mixing) [50]

1.3. Физико - механические свойства материалов Cu - C

Как уже писалось выше, свойства КМ определяются методом получения, типом и количеством введенных углеродных наноструктур. Несмотря на широкий выбор углеродных упрочняющих частиц, наиболее изученными добавками являются нанотрубки и нановолокна. Как показывают исследователи [6-9,20] введение УНТ в Cu приводит к значительному повышению твердости, прочности, предела текучести, при сохранении относительной пластичности, электро- и теплопроводности. Данные по свойствам композитов на основе меди с одинаковым содержанием углерода полученные разными научными группами могут значительно отличаться. Что связано с различными подходами создания композиционных материалов. Влияние на свойства упрочненного материала может оказывать не только количество добавленного углерода, но и способ введения углеродных частиц в медную матрицу. Хорошая связь на границе медь-углерод, также является немаловажным фактором, влияющим на свойства композита. Некоторые свойства композиционных материалов медь-углеродные наноструктуры представлены в таблице 1.

Таблица 1. Механические свойства композиционных материалов

Материал Свойства Метод получения Ссылка

Cu - 2.25 масс.% CNTs Твердость - 278 НУ Размол порошков; горячее прессование при температуре 1100 °С, давление - 32 МПа - 1 час [13]

Cu - 0.5 об.%CNTs Твердость - 105 НУ аВ =307 Мпа Размол порошков; SPS процесс: вакуум - 10-3Па; температура - 800 °С; давление - 40 МПа [10]

Cu - 1.5 об.%CNTs Твердость - 86 НУ <гВ =226 МПа Размол порошков; SPS процесс: температура - 1023 К; давление - 50 МПа [61]

Cu - 10 об.% SWCNT оу=256,8 МПа аВ =302,4 МПа Размол порошков; SPS процесс: вакуум - 10-3Па; температура - 700 °С; [59]

Cu - 5 об.% SWCNTs Твердость - 178 НУ <гВ = 371 МПа Холодное прессование при давлении 50МПа; спекание 950 °С - 2 часа [58]

Cu - 1.5 об.% RGO Твердость - 114 НУ <гВ =259 МПа Размол порошков; SPS процесс: температура - 1023 К; давление - 50 МПа [60]

Cu - 5 об.% RGO Твердость - 188.8 НУ аВ =60 МПа SPS процесс [61]

Cu - 0.5 масс.% GNSs Твердость - 50 НУ аВ «240 МПа Размол порошков; спекание при температуре 850 °С - 1 час; давление прессования 25МПа, процесс в вакууме. [6]

Cu - RGO/CNTs Твердость - 126 НУ аВ =409 МПа Размол порошков; SPS процесс: температура - 1023 К; давление - 50 МПа [61]

Cu-15 об.% Graphene Твердость - 165 НУ Относительная электропроводность -63 % Восстановление оксида графена, смешивание в ступке с медным порошков. Далее горячее прессование при температуре 200 °С и далее спекание при 400°С [62]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бобрынина Елизавета Викторовна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сучков Д.И. Медь и её сплавы. М.: Металлургия, 1966.

2. Сплав меди, хрома и циркония CuCrZr - KrK101 от Luvata / - 2018. -Режим доступа: https://www.luvata.com/Documents/Oxygen-free%20copper%20and%20special%20alloy%20data%20sheets/Chromium%20Zirc onium%20Copper_RU.pdf.

3. ГОСТ Р 26719-85. Материалы антифрикционные порошковые на основе меди. М.: Издательство стандартов, 1986

4. Кольцова, Т.С. Синтез и свойства композиционных материалов медь-углеродные наноструктуры : дис.канд.тех.наук : 05.16.06 / Кольцова Татьяна Сергеевна. - СПб., 2013. - 180 с.

5. Copper-Based High-Temperature Materials [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://www.cep-freiberg.de/pdf/CEP Brochure eng.pdf.

6. Daoush W.M., Lim B.K., Mo C.B., Nam D.H., Hong S.H. Electrical and mechanical properties of carbon nanotube reinforced copper nanocomposites fabricated by electroless deposition process // Materials Science and Engineering: A. 2009. Vol.513-514. P.247-253.

7. Kim K.T., Cha S.I., Hong S.H., Hong S.H. Microstructures and tensile behavior of carbon nanotube reinforced Cu matrix nanocomposites // Materials Science and Engineering: A. 2006. Vol.430. P.27-33.

8. Rajkumar K., Aravindan S. Tribological studies on microwave sintered copper-carbon nanotube composites // Wear. 2011. Vol.270. P.613-621.

9. Shukla A.K., Nayan N., Murty S.V.S.N., Sharma S.C., Chandran P., Bakshi S.R., George K.M. Processing of copper-carbon nanotube composites by vacuum hot pressing technique // Materials Science and Engineering: A. 2013. Vol.560. P.365-371.

10. Deng H., Yia J., Xia C., Yi Y. Mechanical properties and microstructure characterization of well-dispersed carbon nanotubes reinforced copper matrix composites // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol.727. P.260-268.

11. Nasibulina L.I., Koltsova T.S., Joentakanen T., Nasibulin A.G., Tolochko O.V., Malm J.E.M., Karppinen M.J., Kauppinen E.I. Direct synthesis of carbon nanofibers on the surface of copper powder // Carbon. 2010. Vol.48. P.4559-4562.

12. Xu L.S., Chen X.H., Liu X.J. Preparation and Properties of Carbon Nanotubes Reinforced Cu Matrix Composites for Electronic Packaging Application // Applied Mechanics and Materials. 2013. Vol.275-277. P.1789-1793.

13. Chen X., Li W., Chen C., Xu L., Yang Z., Hu J. Preparation and properties of Cu matrix composite reinforced by carbon nanotubes // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2005. Vol.15. P.314-318.

14. Kim K.T., Eckert J., Menzel S.B., Gemming T. and Hong S. H. Grain refinement assisted strengthening of carbon nanotube reinforced copper matrix nanocomposites. // Applied physics letters. 2008. Vol.92. 121901.

15. Wang H., Zhang Z.H., Zhang H.M., Hu Z.Y., Li S.L., Cheng X.W. Novel synthesizing and characterization of copper matrix composites reinforced with carbon nanotubes // Materials Science and Engineering: A. 2017. Vol.696. P.80-89.

16. Song J.L., Chen W.G., Dong L.L., Wang J.J., Deng N. An electrodeposition approach to obtaining carbon nanotubes embedded copper powders for the synthesis of copper matrix composites // Journal of Alloys and Compounds. 2018. Vol.735. P.1357-1362.

17. Yoo S.J., Han S.H., Kim W.J. A combination of ball milling and high-ratio differential speed rolling for synthesizing carbon nanotube/copper composites // Carbon. 2013. Vol.61. P.487-500.

18. Chen X., Tao J., Yi J., Li C., Bao R., Liu Y., You X., Tan S. Balancing the strength and ductility of carbon nanotubes reinforced copper matrix composites with

microlaminated structure and interdiffusion interface // Materials Science and Engineering: A. 2018. Vol.712. P.790-793.

19. Larionova T., Koltsova T., Fadin Y., Tolochko O. Friction and wear of copper-carbon nanofibers compact composites prepared by chemical vapor deposition // Wear. 2014. Vol.31. P.118-122.

20. Tsai P.C., Jeng Y.R., Lee J.T., Stachiv I., Sittner P. Effects of carbon nanotube reinforcement and grain size refinement mechanical properties and wear behaviors of carbon nanotube/copper composites // Diamond and Related Materials. 2017. Vol.74. P.197-204.

21. Guiderdoni Ch., Estourne's C., Peigney A., Weibel A., Turq V., Laurent Ch. The preparation of double-walled carbon nanotube/Cu composites by spark plasma sintering, and their hardness and friction properties // Carbon. 2011. Vol.49. P.4535-4543.

22. Tu J.P., Yang Y.Z., Wang L.Y., Ma X.C., Zhang X.B. Tribological properties of carbon-nanotube-reinforced copper composites // Tribology Letters. 2001. Vol.10. P.225-228.

23. Dong S.R., Tu J.P., Zhang X.B. An investigation of the sliding wear behavior of Cu-matrix composite reinforced by carbon nanotubes // Materials Science and Engineering: A. 2011. Vol.313. P.83-87

24. Wang J., Zhang R., Xu J., Wu C., Chen P. Effect of the content of ball-milled expanded graphite on the bending and tribological properties of copper-graphite composites // Materials & Design. 2013. Vol.47. P.667-671.

25. Chen X., Tao J., Yi J., Liu Y., Li C., Bao R. Strengthening behavior of carbon nanotube-graphene hybrids in copper matrix composites // Materials Science and Engineering: A. 2018. Vol.718. P.427-436.

26. Jiang R., Zhou X., Fang Q., Liu Z. Copper-graphene bulk composites with homogeneous graphene dispersion and enhanced mechanical properties // Materials Science and Engineering: A. 2016. Vol.654. P.124-130.

27. Gao X., Yue H., Guo E., Zhang S., Yao L., Lin X., Wang B., Guan E. Tribological properties of copper matrix composites reinforced with homogeneously dispersed graphene nanosheets // Journal of Materials Science & Technology. 2018. Vol.34. P.1925-1931.

28. Nazeer F., Ma Z., Gao L., Wang F., Khan M.A., Malik A. Thermal and mechanical properties of copper-graphite and copper-reduced graphene oxide composites // Composites Part B: Engineering. 2019. Vol.163. P.77-85.

29. Mathur R.B. Carbon nanomaterials: synthesis properties and application / Mathur R.B., Singh B.P., Pande S. - Boca Raton: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2006. - 266 P.

30. Terrones H. Fullerenes and beyond: Complexity, morphology, and functionality in closed carbon nanostructures // In Springer Handbook of Nanomaterials / edited by Vajtai R. - Berlin: Springer-Verlag, 2013. - P.83-104.

31. Zhu W., Miser D.E., Chan W.G., Hajaligol M.R. Characterization of combustion fullerene soot, C60, and mixed fullerene // Carbon. 2004. Vol.42. P.1463-1471.

32. Lieber C.M. and Chen C.C. Preparation of fullerenes and fullerene-based materials // Solid State Physics: Advances in Research and Applications. 1994. Vol.48. P.109-148.

33. Parker D.H., Chatterjee K., Wurz P., Lykke K.R., Pellin M.J., Stock L.M., Hemminger J.C. Fullerenes and giant fullerenes: Synthesis, separation, and mass spectrometric characterization // Carbon. 1992. Vol.30. P.1167-1182.

34. Biru E.I., Iovu, H. Graphene Nanocomposites Studied by Raman Spectroscopy. // Journal of Raman Spectroscopy. 2018. Chapter 9.

35. Rather J. A., Harthi A. J. A., Khudaish E. A., Qurashi A., Munama A., Kannan P. An electrochemical sensor based on fullerene nanorods for the detection of paraben, an endocrine disruptor // Analytical Methods. 2016. Vol.8. P.5690-5700.

36. Dai H. Carbon nanotubes: Synthesis, integration, and properties // Accounts of Chemical Research. 2002. Vol.35. P.1035-1044.

37. Arya A.K., Singh B.P., Jyoti J., Pati S., Dhakate S. Economic growth of vertically aligned multiwalled carbon nanotubes in nitrogen atmosphere // Advanced Material Letter. 2015. Vol.6. P.1094-1097.

38. Basu-Dutt S., Minus M.L., Jain R., Nepal D., Kumar S. Chemistry of carbon nanotubes for everyone // Journal of Chemical Education. 2012. Vol.89. P.221-229.

39. Geim K., Novoselov K.S. The rise of graphene // Nature Materials. 2007. Vol.6. P.183-191.

40. Wallace P.R. The band theory of graphite // Physical Review. 1947. Vol.71. P.622-634.

41. Slonczewski J.C., Weiss P.R. Band structure of graphite // Physical Review. 1958. Vol.109. P.272-279.

42. Semenoff G.W. Condensed-matter simulation of a three-dimensional anomaly // Physical Review Letters. 1984. Vol.53. P.2449-2452.

43. Novoselov K.S., Geim A.K., Morozov S.V., Jiang D., Zhang Y., Dubonos S.A., Grigorieva I.V., Firsov A.A. Electric field effect in atomically thin carbon films // Science. 2004. Vol.306. P.666-669.

44. Hidayah N. M. S., Wei-Wen Liu, Chin-Wei Lai, Noriman N. Z., Cheng-Seong Khe, Hashim U., Cheun Lee H. Comparison on graphite, graphene oxide and reduced graphene oxide: Synthesis and characterization // AIP Conference Proceedings. 2017. Vol.1892. №150002.

45. Yue X., Wang H., Wang S., Zhang F., Zhang R. In-plane defects produced by ball milling of expanded graphite // Journal of Alloys and Compounds. 2010. Vol.505. P.286-290.

46. Chen W.X., Tu J.P., Wang L.Y., Gan H.Y., Xu Z.D., Zhang X.B. Tribological application of carbon nanotubes in a metal-based composite coating and composites // Carbon. 2003. Vol.41. P.215-222.

47. He C., Zhao N., Shi C., Du X., Li J., Li H., Cui Q. An approach to obtaining homogeneously dispersed carbon nanotubes in Al powders for preparing reinforced Al-matrix composites // Advanced Materials. 2007. Vol.19. P.1128-1132.

48. Kim K.T., Cha S.I., Hong S.H. Hardness and Wear Resistance of Carbon Nanotube Reinforced Cu Matrix Nanocomposites // Materials Science and Engineering: A. 2007. Vol.449-451. P.46-50.

49. Ping C., Li F., Jian Z., Wei J. Preparation of Cu/CNT Composite Particles and Catalytic Performance on Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 2006. Vol.31. P.452-455.

50. Cha S.I., Kim K.T., Arshad S.N., Mo C.B., Hong S.H. Extraordinary strengthening effect of carbon nanotubes in metal-matrix nanocomposites processed by molecular-level mixing // Advanced Materials. 2005. Vol.17. P.1377-1381.

51. Wang L.D., Cui Y., Li B., Yang S., Li R.Y., Liu Z., Vajtai R., Fei W.D. High apparent strengthening efficiency for reduced graphene oxide in copper matrix composites produced by molecule-lever mixing and high-shear mixing // RSC Advances. 2015. Vol.5. P.51193-51200.

52. Ji P., Qi D., Yin F., Wang G., Bobrynina E.V., Tolochko O. Effect of nanocarbons additions on the microstructures and properties of copper matrix composite by spray drying process // Key Engineering Materials. 2019. Vol.822. Р.202-207.

53. Бобрынина Е.В., Ларионова Т.В., Кольцова Т.С., Толочко О.В. Дисперсно-упрочненный композиционный материал медь-фуллереновая сажа полученный методом распыления // Современные материалы и передовые производственные технологии. 2019. С.49-50.

54. Tolochko O.V., Larionova T.V., Koltsova T.S., Kozlova M.V., Bobrynina E.V., Martynova O.A., Gasumyants V.E. Variation of the resistivity and chemical composition of CVD graphene under annealing in a reductive atmosphere // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Vol.816. No.1. № 012012.

55. Chen Y.K., Zhang X., Liu E.Z., He C.N., Shi C.S., Li J.J., Nash P., Zhao N.Q. Fabrication of in-situ grown graphene reinforced Cu matrix composites // Scientific Reports. 2016. Vol.6. 19363-1971.

56. Chen Y.K., Zhang X., Liu E.Z., He C.N., Han Y.J., Li Q.Y., Nash P., Zhao N.Q. Fabrication of three-dimensional graphene/Cu composite by in-situ CVD and its strengthening mechanism // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol.688. P.69-76.

57. Tang Y., Yang X., Wang R., Li M. Enhancement of the mechanical properties of graphene-copper composites with graphene-nickel hybrids // Materials Science and Engineering: A. 2014. Vol.599. P.247-254.

58. Shan Zhao, Zhong Zheng, Zixin Huang, Shijie Dong, Ping Luo, Zhuang Zhang, Yaowei Wang. Cu matrix composites reinforced with aligned carbon nanotubes: Mechanical, Electrical and Thermal Properties, Materials Science and Engineering: A. 2016. Vol.675. P.82-91.

59. Niraj Nayan, Anoop K. Shukla, Prathap Chandran, Srinivasa Rao Bakshi, S V S N Murty, Bhanu Pant, P.V. Venkitakrishnan. Processing and characterization of spark plasma sintered copper/carbon nanotube composites // Materials Science and Engineering: A. 2017. Vol.68. P.229-237.

60. Lidong Wang, Ziyue Yang, Ye Cui, Bing Wei, Shichong Xu, Jie Sheng, Miao Wang, Yunpeng Zhu, & Weidong Fei. Graphene-copper composite with micro-layered grains and ultrahigh strength // Scientific Reports. 2017. Vol.7. P.41896.

61. Xiaofeng Chen, Jingmei Tao, Jianhong Yi, Yichun Liu, Caiju Li, Rui Bao. Strengthening behavior of carbon nanotube-graphene hybrid in copper matrix composite // Materials Science and Engineering: A. 2018. Vol.718. P.427-436.

62. Nidhi Khobragade, Binod Kumar, Supriya Bera, Debdas Roy. Studies on graphene reinforced Cu base composites prepared by two step thermal processing method // Materials Today: Proceedings. 2017. Vol.4. P.8045-8051.

63. Шухардина С.В. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. М: Наука, 1979.

64. Dieter G. Mechanical Metallurgy / Dieter G. - 3rd Edition. - NewYork: McGraw-Hill, 1986. - P.751.

65. You B.R., Lee S.B. A critical review on multiaxial fatigue assessments of metals // International Journal of Fatigue. 1996. Vol.18. P.235-244.

66. Xiang Long, Yuanli Bai, Mohammed Algarni, Youngsik Choi, Quanfang Chen. Study on the strengthening mechanisms of Cu/CNT nano-composites // Materials Science and Engineering: A. 2015. Vol.645. P.347-356.

67. Arsenault R.J. and SHI N. Dislocation Generation Due to Differences between the Coefficients of Thermal Expansion // Materials Science and Engineering. 1986. Vol.81. P.175-187.

68. Wang F., Wang L., Xue Q. Fluorine and sulfur co-doped amorphous carbon films to achieve ultra-low friction under high vacuum // Carbon. 2016. Vol.96. P.411-420.

69. Bhowmick S., Banerji A., Alpas A.T. Role of humidity in reducing sliding friction of multilayered graphene // Carbon. 2015. Vol.87. P.374-384.

70. Zhao J., He Y., Wang Y., Wang W., Yan L., Luo J. An investigation on the tribological properties of multilayer graphene and MoS2 nanosheets as additives used in hydraulic applications // Tribology International. 2016. Vol.97. P.14-20.

71. Cai P., Wang T., Wang Q. Effect of several solid lubricants on the mechanical and tribological properties of phenolic resin-based composites // Polymer Composites. 2016. Vol.36. P.2203-2211.

72. Chen B., Chen J., Li J.Y., Tong X., Zhao H.C., Wang L.P. Oligoaniline assisted dispersion of carbon nanotubes in epoxy matrix for achieving the nanocomposites with enhanced mechanical, thermal and tribological properties // Chinese Journal of Polymer Science. 2017. Vol.35. P.446-454.

73. Qi Y., Liu J., Ji Z., Dong Y., Li Q. Wear resistance limited by step edge failure: The rise and fall of graphene as an atomically-thin lubricating material // ACS Applied Materials & Interfaces. 2017. Vol.9. P.1099-1106.

74. Simi D., Stojanovi D.B., Kojovi A., Dimi M., Totovski L., Uskokovi P.S., et al. Inorganic fullerene-like IF-WS2/PVB nanocomposites of improved thermo-mechanical and tribological properties // Materials Chemistry and Physics. 2016. Vol.184. P.335-344.

75. Larionova T., Koltsova T., Bobrynina E., Smirnov A., Eliseyev I., Davydov V., Tolochko O. Comparative characterization of graphene grown by chemical vapor deposition, transferred to nonconductive substrate, and subjected to Ar ion bombardment using X-ray photoelectron and Raman spectroscopies // Diamond and Related Materials. 2017. Vol.76. P.14-20.

76. Lee S.H., Teshima K., Jang I.Y., Yubuta K., Kim Y.I., Kim Y.A., Shishido T., Endo M., Oishi S. An environmentally friendly dispersion method for cup-stacked carbon nanotubes in a water system // Chemical Communications. 2010. Vol.46. P.2295-2297.

77. Yuzhang Yang, Qi-Long Yan, Avital Shlomovich, Natan Petrutik, Larisa Burstein, Si-Ping Pang, and Michael Gozin. Highly Thermostable and Insensitive Energetic Hybrid Coordination Polymers Based on Graphene Oxide-Cu(II) Complex // Chemistry of Materials. 2016. Vol.28. P.6118-6126

78. Kyung Tae Kim, Seung Il Cha, Thomas Gemming, Jürgen Eckert, and Soon Hyung Hong. The Role of Interfacial Oxygen Atoms in the Enhanced Mechanical Properties of Carbon-Nanotube-Reinforced Metal Matrix Nanocomposites // Small. 2008. Vol.4. P.1936-1940.

79. Tao Liang, Guangyu He, Guowei Huang, Yuhan Kong, Weifei Fu, Hongzheng Chen, Qi Wang, Hideo Iwai, Daisuke Fujita, Yingchun Liu, and Mingsheng Xu. Graphene Nucleation Preferentially at Oxygen-Rich Cu Sites Rather Than on Pure Cu Surface // Advanced Materials. 2015. Vol.27. P.6404-6410.

80. Zhao C., Wang J. Fabrication and tensile properties of graphene/copper composites prepared by electroless plating for structural applications // Physica status solidi (a). 2014. Vol.211. P.2878-2885.

81. Hwang J., Yoon T., Jin S.H., Lee J., Kim T.-S., Hong S.H., et al. Enhanced mechanical properties of graphene/copper nanocomposites using a molecular level mixing process // Advanced Materials. 2013. Vol.25. P.6724-6729.

82. Paloma Hidalgo-Manrique, Xianzhang Lei, Ruoyu Xu, Mingyu Zhou, Ian A. Kinloch, and Robert J. Young. Copper/graphene composites: a review // Journal of Materials Science. 2019. Vol.54. P.12236-12289.

83. Suryanarayana C. Mechanical alloying and milling // Progress in Materials Science. 2001. Vol.46. P.1-184.

84. Asep Bayu Dani Nandiyanto, Kikuo Okuyama. Progress in developing spray-drying methods for the production of controlled morphology particles: From the nanometer to submicrometer size ranges // Advanced Powder Technology. 2011. Vol.22. P.1-19.

85. Ковба Л.М. Рентгенография в неорганической химии. М: Изд.-во МГУ, 1991.

86. XGinzburg B.M., Turechiev S., Tabarov S.K., Shepelevskire A.A., and Shibaev L.A. X-ray Diffraction Analysis of C60 Fullerene Powder and Fullerene Soot // Technical Physics. 2005. Vol.50. P.1458-1461.

87. Xianmin Zhang, Xiaowei Ai, Runxin Zhang, Qinli Ma, Zhongchang Wang, Gaowu Qin, Jiwei Wang, Shouguo Wang, Kazuya Suzuki, Terunobu Miyazaki, Shigemi Mizukami. Spin conserved electron transport behaviors in fullerenes (C60 and C70) spin valves // Carbon. 2016. Vol.106. P.202-207.

88. Bor A., Ichinkhorloo B., Uyanga B, Lee J, Choi H. Cu/CNT nanocomposite fabrication with different raw material properties using a planetary ball milling process // Powder Technology. 2016. Vol.323. P.563-573.

89. Larionova N.S., Nikonova R.M., Ladyanov V.I. Mechanosynthesis of nanostructured composites copper-fullerite, copper-graphite // Advanced Powder Technology. 2018. Vol.29. P.399-406.

90. Мищенко С.В., Ткачев А.Г. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение. / С.В. Мищенко, А.Г. Ткачев. -Москва: Машиностроение, 2008. - 309 с.

91. Температурный коэффициент линейного расширения металлов и сплавов [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www.cryocatalo g.ru/info/teplkoefmet.php.

92. Material Datasheet CuSn8 [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.aurubis-stolberg.com/wdb/band/eng/Copper%20tin/CuSn8 PNA%20283 EN.pdf.

93. Марочник стали и сплавов [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=1367.

94. Центральный металлический портал РФ [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //metallicheckiy-portal. ru/marki_metallov/cup/BrMg0. 3.

95. Центральный металлический портал РФ [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/bro/BrAJ9-4.

96. Kol'tsova T.S., Larionova T.V., Shusharina N.N., Tolochko O.V. Synthesis of carbon nanofibers on copper particles // Technical Physics.2015.Vol.60. P.1214-1219.

97. Jiang X., Song T., Shao Z., Liu W., Zhu D., Zhu M. Synergetic Effect of Graphene and MWCNTs on Microstructure and Mechanical Properties of

Cu/Ti3SiC2/C Nanocomposites // Nanoscale Research Letters. 2017. Vol. 12. P.607-618.

98. Duan B.,Zhou Y., Wang D., Zhao Y.Effect of CNTs content on the microstructures and properties of CNTs/Cu composite by microwave sintering // Journal of Alloys and Compounds. 2019. Vol.771. P.498-504.

99. Бартенев Г.М. Трение и износ полимеров / Бартенев Г.М., Лаврентьев В.В. - Ленинград: Химия, 1972. - 240 с.

100. Hodkiewicz, Joe. Characterizing Carbon Materials with Raman Spectroscopy. 2010. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/CAD/Application-Notes/D19504~.pdf.