Pull to refresh

Comments 34

Кстати, пружинящая балка (№3 на первом рисунке) — важная составляющая устройства, имеющегося практически в каждом ПК. Кто угадает, что это такое — тому пирожок.
Головка жесткого диска?
Насколько я понял поверхность при покрытии графеном не абсолютно плоская?
Какая тогда структура у графена? Насколько измениться коэффициент трения если предварительно выровнять «подложку»?
Да, шероховатая, и равнять ее бесполезно. Нагрев до предплавильной температуры приводит к росту зерен и увеличению шероховатости. На другой, более ровной подложке трение будет ниже. Если перенести этот же графен на кремний, коэффициент трения упадет раза в два.
Коэффициент трения (coefficient of friction)
Спасибо. А площади петли Гистерезиса не сравнивали?
Они пропорциональными должны быть — просто удобно видеть эффект за много циклов одним числом.
Принято считать, что наиболее идеологически правильное значение коэффициента трения — пиковое в каждом цикле, и именно его этот график отражает. А площадь петли никогда не учитывается.
Это такая нанографитовая смазка получается что ли?

И можно поподробнее о технологии получения графена описанной? Метан в раскаленной печи каким образом разлагается? Без метровой воронки, надеюсь? Просто сгорает? И являются ли получаемые слои графена цельными? Насколько помню, проблемы его получения именно в том, что нужны относительно крупные «идеальные» листы, а получается иначе.
Графен — это все-таки не графит. Графитовая смазка работает за счет того, что чешуйки графита скользят друг по другу. Слои графена же не сдвигаются.

Да, просто разлагается на углерод и водород за счет поверхностного катализа. Расход там небольшой — для 40 мм печи (это диаметр) — примерно 50 куб. см. в минуту. Покрытие получается сплошным, но толщина несколько неоднородна. Впрочем, чем больше средняя толщина — тем более однородная пленка. Для 20 минут — разброс 1-2 слоя.
Спасибо, уже яснее. А корректно ли в таком случае называть графен смазкой? Я слабо знаком с темой, но казалось, что смазкой обычно считают материал, подвижный относительно трущихся тел и себя самого (как чешуйки графита). А тут выходит что-то вроде уменьшения коэффициента трения бетонного блока с чем-либо путем приклеивания, например, стекла к этому блоку (очень преувеличенно и, возможно, некорректно, да, но это первый пример, пришедший в голову).
Графит и пр. — это уже подвид твердой смазки, которая включает в себя и «чешуйки», и твердые покрытия с низким трением, и твердые вещества, такие как тефлон.
Важно, что это дополнительный слой между трущимися телами, который снижает трение и износ. А каким образом это происходит — это уже другой вопрос.
А чем все же обусловлены такие замечательные свойства графена? Исключительно его двумерностью?
Фактически, да, двумерностью. Важно так же то, что даже на площади в квадратный сантиметр, пленка сплошная. Если же взять мелкие графеновые хлопья, и просто размазать по поверхности — то такого эффекта уже не будет.
А какова на настоящий момент максимальная площадь, которую можно покрыть сплошной пленкой?
За всю планету не скажу, своими глазами видел 5 x 5 см. Но где-то месяц назад проскакивала новость на Хабре, что Самсунг разработал технологию покрытия для 300 мм пластины.
Недавно корейские учёные совместно с, кажется, самсунгом хвастались что научились получать монокристаллические плёнки графена размером с кремниевые пластины (на которых выращивают традиционную электронику). Точных размеров в из сообщении я не нашёл, но полагаю что это несколько дюймов в диаметре.
Я выше написал — пластина 300 мм. Но они подробности не раскрывают.
Есть ещё один способ получения графеновых плёнок — химическая эксфолиация графита кислотами, растворение полученной суспензии чешуек оксида графена в воде, выделение нужной фазы в центрифуге, нанесение состава на субстрат (практически любой, хоть металл, хоть диэлектрик), высушивание и восстановление оксида графена до графена. Не так давно была статья про получение графена с помощью миксера, там как раз упоминается вариант такой методики. Самый распространённый способ восстановления — термический, причём восстановление начинается уже на 170 градусах (но идёт медленно), а на 500-600 можно восстановить практически полностью за небольшое время. Есть ещё разные оптические и электронные методы, но они либо малоэффективны, либо требуют условий высокого вакуума.
Конечно таким методом не получится получить монокристаллическую плёнку, поверхность будет состоять из множества перекрывающихся чешуек. Однако по сравнению с прочими методами этот самый дешёвый и простой по технологическим требованиям.
Интересно, как себя поведёт такая плёнка в исследованиях коэффициента износа…
Да это известный способ. Конкретно в такой реализации, трибологические свойства не очень из-за плохой адгезии как с подложкой, так и между чешуйками. Мы сейчас работаем с чешуйками, нанесенными electro-spray (не уверен, как по-русски правильно назвать). Вот там, в сочетании со специальной обработкой поверхности, результат феноменальный.
Интересно было бы почитать! Пишите ещё!
Кстати, а ваши образцы каких размеров? Интересно каков графен на ощупь, отличается ли от графита или нет?
Спасибо.
Мы обычно используем 10х10 (так исторически сложилось, хех).
На ощупь — не знаю. За отпечатки пальцев на образцах студенты убиваются на месте, так что никто не успевает рассказать )))
Продолжение обязательно напишу, как только опубликуем результаты.
А невооружённым глазом образец графена виден?
Да. Один слой графена поглощает 3% света, поэтому его глазом видно очень хорошо, и хорошо видно как толщина меняется.
А что с электрическим сопротивлением всего этого бутерброда (медь-графен-шарик), не измеряли? Интересен хотя бы порядок сопротивления?
Как-то измеряли. Если брать стальной шарик — фактически, получается удельное сопротивление стали умноженная на площадь пятна контакта. Но особо не копали, это не наша область. Если же судить по структуре — то графен получается неплохой, но и не идеальный.
Насколько корректно в вашем случае говорить о графене? Графен же однослойный материал, а у вас тут слоёв несколько — разве это уже не графит?
Ага, это вопрос интересный. Графен перестает быть графеном, когда перестает демонстрировать графеновые свойства ))) А если серьезно, по общепринятой классификации, графит — это больше 9 слоев. Все что меньше — многослойный графен.
А есть ли сравнение коэффициента трения «медь+графен» с коэффициентом у закалённых металлов современных подшипников? Ведь медь сама по себе относительно мягкий металл на прогиб (а значит априори трение тут гораздо выше), будет ли выигрыш? Или графеновая плёнка делает поверхность значительно более твёрдой на силовой прогиб?
Коэффициент для стального подшипника определяется, прежде всего, смазкой. Без смазки это будет около 1, со смазкой — 0.01~0.03. Особого упрочнения поверхности меди нет, поэтому по максимальной нагрузке медный вкладыш с графеном конечно проиграет полностью стальному подшипнику, и в обычных условиях такая замена смысла не имеет. Но в случаях, когда обычную смазку, в т.ч. твердую графитовую, применять нельзя — особо чистые производства, вакуум и т.п. — будет заметный выигрыш по эффективности.
Еще можно вместо меди использовать никель, оно будет лучше меди по твердости, при этом графен будет практически таким же.
«Отношение образовавшейся крошки к длине царапины и будет коэффициентом износа.»
А отношение возгласов «что и зачем я только что прочел» к степени лексических ошибок будет коэффициентом маразма?
Глупый вопрос: а если покрытый медный шарик катать по покрытой медной поверхности?
Это имеет смысл. Нужно только толщину каждого покрытия в два раза уменьшить.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.