Röntgenspektroskopi och tomografi för att förbättra metall-grafen kompositmaterial
| Diarienummer | |
| Koordinator | Uppsala universitet - Uppsala universitet Inst f kemi Ångström |
| Bidrag från Vinnova | 430 064 kronor |
| Projektets löptid | november 2021 - april 2023 |
| Status | Avslutat |
| Utlysning | Forskningsinfrastrukturer - nyttiggörande och samverkan |
| Ansökningsomgång | Industriellt nyttiggörande av neutron- och synkrotronljusbaserade tekniker vid storskalig forskningsinfrastruktur |
| Slutrapport | 2021-03842_Graphmatech.pdf(pdf, 393 kB) (In English) |
Viktiga resultat som projektet gav
Detta projekt var ett samarbete mellan Uppsala Universitet och Graphmatech AB. Graphmatech tillverkar metall-grafen-kompositmaterial där grafenet kan förbättra vissa egenskaper hos metallen, såsom dess ledningsförmåga, hållfasthet och korrosionsbeständighet. Syftet med denna studie var att ta reda på om de synkrotronljusbaserade metoderna ARPES, HAXPES och röntgentomografi är lämpliga standardmetoder för att få djupare förståelse för interaktionen mellan metall och grafen i kompositmaterialen, samt kvaliteten på 3D-printade produkter av detta material.
Långsiktiga effekter som förväntas
Av de tre testade synkrotronljusbaserade analysmetoderna visade sig HAXPES och röntgentomografi ha stor potential att ge djupare förståelse för egenskaperna i metall-grafen-kompositmaterial. HAXPES-mätningarna kan tydligt visa på karbidbildning och denna metod kommer att testas mer. Röntgentomografi gav en tydlig bild av hålrum av storleksordningen 10um och dess spridning i tre dimensioner på ett ickeförstörande sätt. Att studera elektrondopning med nano-ARPES visade sig dock mycket tidskrävande och är därför inte lämpligt som en standardanalysmetod.
Upplägg och genomförande
Karbidformation studerades med HAXPES på AM-printade och polerade prov (8x8x5mm) av stål (316L) och Cu med och utan grafen på strålröret SPLINE på ESRF, Frankrike. En printad stav (4mm i diameter, 50 mm lång) studerades med röntgentomografi medelst transmission på strålröret P21.2 på Petra III, Tyskland. Slutligen studerades en enskild grafen-flaga på en kopparpartikel med nano-ARPES på strålröret ANTARES på synkrotronen Soleil, Frankrike, på ett prov bestående av Cu-grafen-pulver pressad in i guldfolie.