Харбинский политехнический университет и компания Xinhe New Materials Co., Ltd. недавно опубликовали патент на изобретение (модифицированный углеродный материал, способ его получения и применение). Этот патент относится к области технологии композитных углеродных материалов и предлагает метод создания in situ модифицирующего слоя из карбидов переходных металлов на поверхности углеродного материала с помощью реакции самоподдерживающегося горением синтеза.
Углеродные материалы, такие как графен, алмаз, углеродные нанотрубки, углеродные волокна и т.д., из-за высокой инертности поверхности и плохой смачиваемости металлической матрицей, имеют проблему слабого межфазного сцепления в композитных материалах. Метод подготовки команды ХИТ и Xinhe заключается в смешивании прекурсора модифицирующего элемента, углеродного материала, источника углерода и порошка магния с последующим инициированием реакции самоподдерживающегося горением синтеза. Эта реакция использует экзотермическую реакцию между оксидом металла, источником углерода и восстановителем для создания слоя графена на поверхности углеродного материала, а затем in situ выращивает модифицирующий слой из карбидов переходных металлов, таких как карбид вольфрама, карбид молибдена, карбид титана и т.д. После инициирования самоподдерживающийся горением синтез самопроизвольно распространяется по всей системе, не требуя внешнего постоянного нагрева. Состав, толщина и структура модифицирующего слоя регулируемы, что позволяет формировать на поверхности углеродного материала прочно связанный, однородный и плотный межфазный слой.
На примере алмаз-медного композита: поверхность алмаза, модифицированная карбидами переходных металлов, демонстрирует улучшенную смачиваемость, повышенную прочность сцепления с медной матрицей и сниженное термическое сопротивление границы раздела. Графен после модификации в металлическом расплаве может равномерно диспергироваться. Полученные по этому патенту модифицированные углеродные материалы имеют перспективы применения в таких областях, как материалы для теплового менеджмента, высокопрочные и высокопроводящие металломатричные композиты, высокопроводящие и высокотеплопроводящие полимерные композиты, а также абразивы для полировки.
Компания Xinhe New Materials Co., Ltd. занимается исследованиями, разработкой и производством средне- и высококачественных промышленных покрытий и технологий нанесения покрытий. Сфера услуг охватывает объекты атомных островов, суда и морские сооружения, строительную и инженерную технику, нефтехимическое оборудование, оборудование для рельсового транспорта и т.д. Компания имеет производственные базы в Цюаньчжоу и Сучжоу с годовой производственной мощностью 400 000 тонн.
