گرافن، آلوتروپ کربن، دارای ساختار لایه‌ای از حلقه‌های کربنی است که در ساختار شبکه‌ای شش ضلعی تشکیل شده‌اند. این چیدمان کربن به صورت دو بعدی خواصی مانند رسانایی حرارتی بالا، رسانایی الکتریکی، استحکام مکانیکی و بسیاری خواص دیگر می دهد که می تواند به کاربردهای چند منظوره کمک کند.
از دیگر خواص گرافن می توان به پایداری حرارتی، پایداری شیمیایی، پردازش پذیری کم هزینه، سازگاری با محیط زیست و لایه های گرافن بسیار انعطاف پذیر اشاره کرد که نشان دهنده مناسب بودن گرافن برای کاربردهای پوشش است.
سرامیک ها خانواده بزرگی از مواد هستند که برای چندین دهه در چندین کاربرد مورد استفاده قرار گرفته اند. سرامیک ها سخت، شکننده و سازگار با محیط زیست هستند. مواد سرامیکی همچنین به دلیل داشتن طول عمر طولانی شناخته شده اند. خواص مقاوم حرارتی و الکتریکی آنها، همراه با ماهیت پایدار شیمیایی مواد سرامیکی، آنها را برای طیف گسترده ای از کاربردها مناسب می کند.
مزایای پوشش گرافن
پوشش‌های گرافن در هنگام استفاده از وسایل نقلیه مزایای متعددی دارند، از جمله:
افزایش دوام: گرافن یک ماده بسیار قوی و بسیار بادوام است، بنابراین استفاده از یک پوشش روی سطح خودرو می تواند به محافظت از آن در برابر خط و خش و سایر اشکال آسیب کمک کند.
بهره وری سوخت بهبود یافته: پوشش های گرافن ادعا می کنند که کشش آیرودینامیکی خودرو را کاهش می دهند، که می تواند به افزایش بهره وری سوخت خودرو شما کمک کند.
اتلاف گرما بهتر: گرافن دارای رسانایی حرارتی عالی است که می تواند به دفع سریع و موثر گرما کمک کند. این می تواند برای خودروهایی با موتورهای با کارایی بالا مفید باشد.
خواص ضد خوردگی پیشرفته: پوشش گرافن می تواند خواص ضد خوردگی خودرو را بهبود بخشد که به افزایش طول عمر آن کمک می کند.
کاهش هزینه نگهداری: دوام و مقاومت در برابر خوردگی گرافن به این معنی است که خودروهایی با این پوشش بسیار بادوام نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و در نتیجه در طول زمان باعث صرفه جویی در هزینه می شود.
خواص آبگریز: سطح آبگریز به تمایل یک ماده برای دفع آب و عدم مخلوط شدن با آن اشاره دارد. از نظر خودروی شما، به کاهش لکه بینی آب کمک می کند زیرا از روی سطح می لغزدش
گرافن در مقابل پوشش های سرامیکی: تقویت پوشش های سرامیکی با گرافن
پوشش‌های سرامیکی پوشش‌های سختی هستند که عمدتاً برای محیط‌های سخت استفاده می‌شوند. با این حال، همانطور که در مقاله مروری منتشر شده در Surface and Coating Technology گزارش شده، خاصیت چقرمگی پایین پوشش‌های سرامیکی، کاربرد این پوشش‌ها را محدود می‌کند.چقرمگی پوشش‌های سرامیکی از طریق روش‌هایی شامل پالایش اندازه دانه، تقویت مرز دانه، محلول حالت جامد و روش بارش، بمباران یونی و چند لایه افزایش یافته است.
روش‌های دیگر شامل معرفی عوامل سخت‌کننده شامل فازهای فلزی و افزودنی آلوتروپ کربن، تبدیل فاز و بهینه‌سازی مورفولوژی پوشش است.جالب توجه است که سرامیک های تقویت شده با گرافن توجه جامعه علمی را به خود جلب کرده است.
مطالعه ای که توسط دا و همکاران انجام شد. گزارش هایی در مورد رفتارهای تریبولوژیکی پوشش های سرامیکی تقویت شده با گرافن آنها رفتار تریبولوژیکی پوشش را در سه دمای مختلف دمای اتاق، 200 درجه سانتیگراد و 500 درجه سانتیگراد بررسی کردند. این مطالعه افزایش چقرمگی شکست و سختی پوشش را با ادغام گرافن در مواد سرامیکی نشان می‌دهد.
گرافن در مقابل پوشش سرامیکی: روش‌های سنتز
پوشش های سرامیکی از طریق روش های مختلفی از جمله اسپری شعله گاز، رسوب در خلاء و پلاسمای تخلیه قوس گزارش شده است. این روش‌ها شامل رسوب‌گذاری در دماهای بالاتر است که نیاز به فرآیندپذیری در دمای بالا مواد حجیم دارد.
همانطور که توسط Nine و همکاران گزارش شده است، برای پوشش های مبتنی بر گرافن، اصلاحات ساختاری و شیمیایی گرافن مسئول تنظیم خواص سطحی پوشش ها هستند. این رویکرد شامل عامل‌سازی صفحات و لبه‌های پایه گرافن با گروه‌های کربونیل و هیدروکسیل است.
گزارش شده است که پوشش های گرافن در دو رویکرد تولید می شوند: پردازش خشک و مرطوب. این پردازش شامل رسوب شیمیایی بخار، رسوب الکتروفورتیک، بازپخت حرارتی سریع، رسوب در اثر حرارت مولکول‌های آلی، پوشش اسپری، پوشش اسپینی و پوشش اسپری پلاسما است.
پوشش های سرامیکی به طور گسترده ای برای پوشش های مقاوم در برابر خوردگی و سایش برای مواد فله فولادی استفاده می شود. محققان پوشش‌های مبتنی بر سرامیک را برای جلوگیری از خوردگی مطالعه کرده‌اند تا طول عمر مواد را افزایش دهند.
پوشش‌های سرامیکی به‌عنوان پوشش‌های مانع حرارتی با دمای بالا به دلیل پایداری حرارتی بالا، نقطه ذوب بالا، هدایت حرارتی پایین و پایداری فاز در دمای بالا مورد توجه قرار گرفته‌اند.
زیرکونیای تثبیت شده با ایتریوم یکی از کاوش‌شده‌ترین لایه‌های پوشش سرامیکی برای پوشش‌های سد حرارتی است که در موتورهای حرارتی و تیغه‌های توربین هواپیما کاربرد دارد، همانطور که توسط استوور و همکاران گزارش شده است.
دسته‌های زیست فعال، بی‌اثر و قابل جذب پوشش‌های سرامیکی نیز مورد توجه تحقیقاتی قرار گرفته‌اند. همانطور که توسط Nilawar و همکاران گزارش شده است، شیشه های زیستی و فسفات کلسیم بیشترین مواد سرامیکی هستند که قابل جذب زیستی هستند.
پوشش های گرافن نیز به عنوان پوشش های مقاوم در برابر خوردگی مورد بررسی قرار گرفته اند. ساختار دو بعدی گرافن، غیرقابل نفوذ به اکثر گازها، مایعات و واکنش دهنده ها، از رسیدن آنها به مواد حجیم جلوگیری می کند و بنابراین به عنوان مانعی در برابر خوردگی عمل می کند. مقاله ناین و همکاران، کاربردهای مختلف پوشش های گرافن را شرح می دهد.
گرافن در مقابل پوشش های سرامیکی: چشم انداز تجاری
چشم انداز تجاری پوشش های سرامیکی در مقایسه با پوشش های مبتنی بر گرافن بسیار توسعه یافته تر است.
یک گزارش نظرسنجی توسط Future Market Insights گزارش داد که نرخ رشد سالانه ترکیبی بازار پوشش سرامیکی از سال 2022 تا 2023 به میزان 7.6 درصد افزایش خواهد یافت. طبق بررسی، پوشش‌های سرامیکی به عنوان بهترین پوشش در مقایسه با هر جایگزین دیگری گزارش شده‌اند.
پوشش گرافن یا پوشش‌های کامپوزیت گرافن-سرامیک که کیفیت‌های بهبود یافته را گزارش کرده‌اند، می‌توانند با توسعه تکنیک‌های پوشش و سنتز مواد توسعه بیشتری پیدا کنند. در حال حاضر، پوشش‌های سرامیکی بر بازار پوشش‌های تجاری تسلط دارند، اما با ادامه تکامل بازار جهانی گرافن، ظهور پوشش‌های مبتنی بر گرافن ممکن است در افق باشد.
خرید گرافن : شرکت نانو مواد گستران پارس مفتخر است که گرافن را بصورت کاملا تخصصی و با کیفیت بالا و قیمت مناسب تولید کرده و به خریداران عزیز در سراسر کشور تحویل مینماید . جهت ثبت سفارش با شماره های 09358534280و02177372139 تماس بگیرید .
