Синтез, структура и свойства алюминий-графенового композиционного материала

Разработан легко масштабируемый метод синтеза алюминий-графеновых композитов, позволяющий получать не содержащие вредных примесных фаз (Al4C3, Al2О3) беспористые, электропроводные и пластичные слитки. Графен образуется in situ в результате взаимодействия карбида бора с жидким алюминием под слоем солевого расплава в атмосфере воздуха. Предложен механизм синтеза, согласно которому карбид бора окисляется кислородом воздуха на поверхности жидкого алюминия до углерода, атомы которого диффундируют в объем металла и при медленном охлаждении образуют графеновые пленки толщиной 1-3 нм и протяженностью до 100 мкм. Их равномерное распределение в алюминиевой матрице обеспечивает улучшенные по сравнению с алюминием физико-химические и механические свойства синтезированного материала: при содержании графена 0.05-0.12 масс. % толщина оксидной пленки на поверхности уменьшается в 3 раза (до 3 нм), теплопроводность увеличивается на 20%, электропроводность − на 6%, твердость − на 15%. Определены перспективы изготовления проволоки диаметром 0,2-0,6 мм и фольги толщиной от 23 мкм методом прокатки синтезированных композитов.