CAS-NR.: 1034343-98-0 Graphen

Das Kernprinzip der Verwendung von Graphen zur Erzielung einer physikalischen Barriere in -Korrosionsschutzbeschichtungen basiert auf seiner einschichtigen zwei-Schichtstruktur. Nachdem sich die Beschichtung gebildet hat, bildet sie eine miteinander verbundene und dichte kontinuierliche „Blattlabyrinthbarriere“ im Raum. Es blockiert das Eindringen korrosiver Medien wie Wasser, Sauerstoff und Chloridionen in das Metallsubstrat aus drei Dimensionen: räumliche Barriere, Pfadverlängerung und Defektversiegelung. Gleichzeitig kann die eigene chemische Stabilität verhindern, dass das Material an der Korrosionsreaktion teilnimmt, was letztendlich die Korrosionsschutzleistung der Beschichtung deutlich verbessert.

Der Kern der Modifizierung von Graphen mit Silan-Haftvermittlern lässt sich wie folgt zusammenfassen: Unter Verwendung der dualen funktionellen Gruppen von Silan-Haftvermittlern als Brücke werden stabile kovalente Si-O-C-Bindungen an den Defektstellen von Graphen gebildet, wodurch die gezielte Pfropfung von Silan-Haftvermittlern erreicht wird; Letztendlich wird durch die äußeren organischen funktionellen Enden gleichzeitig die Dispersion von Graphen verbessert und die Bindungskraft zwischen der Matrix und der Grenzfläche erhöht. Da außerdem nur die Defektstellen modifiziert werden, bleiben die sp²-Struktur und die inhärenten Eigenschaften von Graphen maximal erhalten, was es zu einer effizienten Methode macht, die den Modifikationseffekt und die Leistungserhaltung in Einklang bringt.

Durch das Füllen der Lücken und die Überbrückung von Phononen mit thermischen Grenzflächenmaterialien (TIM) und die Vergrößerung der Kontaktfläche durch Prozessoptimierung als Hilfsmaßnahme und basierend auf dem strukturellen Design des Verbundmaterials zur Anpassung an die Phononenübertragung/CTE wirken die drei Elemente zusammen, um den thermischen Grenzflächenwiderstand erheblich zu reduzieren.

Basierend auf der Struktur von zwei-dimensionalen ultra-Schichten, ultra-hohen mechanischen Eigenschaften und einer hohen spezifischen Oberfläche kann eine geringe Zugabemenge ein kontinuierliches Schichtnetzwerk in der Gummimatrix bilden; Zur Vermeidung von Rissen wird eine effiziente Verstärkung durch Rissablenkung, Fixierung, Überbrückung und starke Grenzflächenspannungsübertragung erreicht. Für den Anti--Schutz wird ein Multi-{6}Effektschutz durch die physikalische Barriere aus zwei-dimensionalen dichten Schichten (Sauerstoff/Ultraviolett/Ozon) und die Einfangung freier Radikale an Defektstellen erreicht.

Die extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von perfektem einschichtigem Graphen ergibt sich aus der weitreichenden Übertragung von Phononen mit geringem Widerstand entlang der Ebenenrichtung (mittlere freie Weglänge im Mikrometerbereich). Defekte fungieren als Streuzentren für Phononen und verkürzen direkt die durchschnittliche freie Weglänge von Phononen durch geometrische/chemische Streuung. Eine Erhöhung der Anzahl der Schichten führt zu einer Phononenstreuung und Modenkopplung zwischen den Schichten, was die effiziente Übertragung von Phononen innerhalb der Ebene stört und die Effizienz der Phononenübertragung grundlegend verringert. Darüber hinaus verdoppelt die kombinierte Wirkung die Streuwirkung.