石墨烯的层数与铜的晶面对多晶铜腐蚀的影响的研究
发布时间：2021-05-17 18:10
石墨烯不仅拥有高比表面积、明显的量子尺寸效应等特性,此外其独特的空间结构以及原子间强共价键结合等因素共同决定了它有着不同于一般二维物理体系的特性。此外,无缺陷的石墨烯还具有优异的屏蔽性能,可以一定程度上有效阻隔氧气、水分子等腐蚀因子到达金属基体表面,到目前为止被认为是最薄的防腐涂层。本文研究了运用化学气相沉积法（CVD）制备的不同层数的石墨烯在大气环境下对铜的促腐或防腐机理。与石墨烯在高温下起到腐蚀防护作用不同,研究发现在大气环境下长期储存中石墨烯覆盖的层数对多晶铜基底的腐蚀程度有显著不同的影响。光学图像和拉曼光谱显示原位生长的单层石墨烯（SLG）包覆的铜箔具有比在同一铜箔上的裸铜（没有石墨烯包覆）更高的腐蚀程度。此外,化学活性的不同使得石墨烯包覆的铜的<001>//ND和<111>//ND两种取向晶粒的腐蚀程度表现出显著差异。然而,在CVD原位生长的双层石墨烯（BLG）包覆处,尽管晶面的种类不同,铜基底都能有效地避免被腐蚀而表现出光亮的黄色。经静电力显微镜（EFM）测出的表面电势差得知,在Cu/SLG和裸铜之间存在30-40 mV的接触电势差(VCP...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 单层石墨烯(SLG)的电子结构及性质
1.2.1 电学特性
1.2.2 光学特性
1.2.3 力学特性
1.2.4 导热特性
1.2.5 “气球”特性
1.3 双层石墨烯(BLG)的电子结构及性质
1.4 石墨烯的制备方法
1.4.1 机械剥离法
1.4.2 氧化还原法
1.4.3 化学气相沉积(CVD)法
1.5 金属腐蚀研究背景
1.5.1 金属腐蚀的类型
1.5.2 金属的防护
1.6 石墨烯防腐研究现状
1.6.1 CVD石墨烯防腐薄膜
1.6.2 石墨烯防腐涂料
1.7 本文研究思路和内容
第2章 铜基石墨烯CVD生长研究
2.1 铜基底CVD石墨烯研究现状
2.2 铜基底CVD石墨烯生长过程的影响因素
2.2.1 铜基底对CVD石墨烯生长的影响
2.2.2 生长温度及生长时间对CVD石墨烯生长的影响
2.2.3 碳源对CVD石墨烯生长的影响
2.2.4 气体流量对CVD石墨烯生长的影响
2.2.5 压强对CVD石墨烯生长的影响
2.3 CVD法制备石墨烯
2.3.1 实验原料及试剂
2.3.2 实验仪器
2.3.3 铜箔的预处理
2.3.4 石墨烯的CVD生长
2.3.5 石墨烯的转移
2.3.6 石墨烯的表征方法
2.4 单层多层共存石墨烯的表征
2.4.1 退火处理对铜箔生长石墨烯的影响
2.4.2 氢气流量对铜箔生长石墨烯的影响
2.4.3 CVD石墨烯抗高温空气氧化的性能
2.5 本章小结
第3章 石墨烯不同层数对多晶铜的腐蚀和防护影响
3.1 研究背景
3.2 实验内容与表征手段
3.2.1 石墨烯的制备
3.2.2 表征方法
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 单层石墨烯对铜的促腐蚀作用
3.3.2 晶粒取向对铜箔腐蚀速率的影响
3.3.3 双层石墨烯对铜箔的防腐作用
3.3.4 单层促腐与双层防腐机理的研究
3.4 本章小结
第4章 全文结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯防腐涂料将“保鲜”风电设备[J]. 华凌. 化工管理. 2014(34)
[2]Cu箔衬底上石墨烯纳米结构制备[J]. 葛雯,吕斌. 材料科学与工程学报. 2013(04)
[3]高质量大面积石墨烯的化学气相沉积制备方法研究[J]. 王文荣,周玉修,李铁,王跃林,谢晓明. 物理学报. 2012(03)
[4]A-Z-A型石墨烯场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究[J]. 秦军瑞,陈书明,张超,陈建军,梁斌,刘必慰. 物理学报. 2012(02)
[5]Cu上石墨烯的化学气相沉积法生长研究[J]. 师小萍,于广辉,王斌,吴渊文. 功能材料与器件学报. 2011(05)
[6]石墨烯的化学气相沉积法制备[J]. 任文才,高力波,马来鹏,成会明. 新型炭材料. 2011(01)
本文编号：3192208
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
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摘要
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第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 单层石墨烯(SLG)的电子结构及性质
1.2.1 电学特性
1.2.2 光学特性
1.2.3 力学特性
1.2.4 导热特性
1.2.5 “气球”特性
1.3 双层石墨烯(BLG)的电子结构及性质
1.4 石墨烯的制备方法
1.4.1 机械剥离法
1.4.2 氧化还原法
1.4.3 化学气相沉积(CVD)法
1.5 金属腐蚀研究背景
1.5.1 金属腐蚀的类型
1.5.2 金属的防护
1.6 石墨烯防腐研究现状
1.6.1 CVD石墨烯防腐薄膜
1.6.2 石墨烯防腐涂料
1.7 本文研究思路和内容
第2章 铜基石墨烯CVD生长研究
2.1 铜基底CVD石墨烯研究现状
2.2 铜基底CVD石墨烯生长过程的影响因素
2.2.1 铜基底对CVD石墨烯生长的影响
2.2.2 生长温度及生长时间对CVD石墨烯生长的影响
2.2.3 碳源对CVD石墨烯生长的影响
2.2.4 气体流量对CVD石墨烯生长的影响
2.2.5 压强对CVD石墨烯生长的影响
2.3 CVD法制备石墨烯
2.3.1 实验原料及试剂
2.3.2 实验仪器
2.3.3 铜箔的预处理
2.3.4 石墨烯的CVD生长
2.3.5 石墨烯的转移
2.3.6 石墨烯的表征方法
2.4 单层多层共存石墨烯的表征
2.4.1 退火处理对铜箔生长石墨烯的影响
2.4.2 氢气流量对铜箔生长石墨烯的影响
2.4.3 CVD石墨烯抗高温空气氧化的性能
2.5 本章小结
第3章 石墨烯不同层数对多晶铜的腐蚀和防护影响
3.1 研究背景
3.2 实验内容与表征手段
3.2.1 石墨烯的制备
3.2.2 表征方法
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 单层石墨烯对铜的促腐蚀作用
3.3.2 晶粒取向对铜箔腐蚀速率的影响
3.3.3 双层石墨烯对铜箔的防腐作用
3.3.4 单层促腐与双层防腐机理的研究
3.4 本章小结
第4章 全文结论
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯防腐涂料将“保鲜”风电设备[J]. 华凌. 化工管理. 2014(34)
[2]Cu箔衬底上石墨烯纳米结构制备[J]. 葛雯,吕斌. 材料科学与工程学报. 2013(04)
[3]高质量大面积石墨烯的化学气相沉积制备方法研究[J]. 王文荣,周玉修,李铁,王跃林,谢晓明. 物理学报. 2012(03)
[4]A-Z-A型石墨烯场效应晶体管吸附效应的第一性原理研究[J]. 秦军瑞,陈书明,张超,陈建军,梁斌,刘必慰. 物理学报. 2012(02)
[5]Cu上石墨烯的化学气相沉积法生长研究[J]. 师小萍,于广辉,王斌,吴渊文. 功能材料与器件学报. 2011(05)
[6]石墨烯的化学气相沉积法制备[J]. 任文才,高力波,马来鹏,成会明. 新型炭材料. 2011(01)
本文编号：3192208
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