Influence of carbon and oxygen on properties of Cu-C-O composites

The basis od this project was to produce volumetric composites using copper, copper oxide as well as commercial graphene powders and thermally reduced graphene oxide, on which copper oxide (CuO) was deposited by electrochemical bath. The graphene powders were annealed in an oxygen-free atmosphere and underwent Spark Plasma Sintering. The outcome composites were first copper-plated and then using silver solders (AG-Sn) welded to corundum ceramics. We examined the microstructure, physical and thermal properties of the composite itself and also the microstructure and flexural strength of the obtained joints. These studies helped us indicate the effect of carbon and oxygen on the changes of the thermal expansion coefficient in Cu-C-O composites.

Kompozyty objętościowe wykonano stosując proszki miedzi, tlenku miedzi oraz handlowego grafenu i zredukowanego termicznie tlenku grafenu, na których osadzano tlenek miedzi metodą strącania z kąpieli elektrochemicznej. Proszki grafenu poddano obróbce termicznej w atmosferze beztlenowej, a następnie spieczono z nich kształtki stosując technikę SPS (Spark Plasma Sintering). Uzyskane kompozyty spajano z ceramiką korundową za pomocą lutów srebrowych (Ag-Sn). Przed procesem spajania kompozyty poddano procesowi galwanizacji miedzią. Zbadano mikrostrukturę, właściwości fizyczne i cieplne samego kompozytu oraz mikrostrukturę i wytrzymałość uzyskanych złączy. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ węgla i tlenu na zmiany współczynnika rozszerzalności cieplnej kompozytów Cu-C-O.