Deponering av grafenhaltiga beläggningar på stora ytor för olika funktionella tillämpningar

Syfte och mål

Den långsiktiga ambitionen är att etablera en ekonomisk deponering av en ny klass av grafenhaltiga beläggningar med stor area, med varierande matrismaterial: keramiska, metalliska och intermetalliska. Som utgångspunkt och med tanke på branschpartners specifika omedelbara intresse, kommer en keramisk matris och en metallisk matris att undersökas under projektperioden för detta FoI-projekt.

Termisk sprutningsteknik kommer att användas för att framställa grafeninnehållande beläggningar, genom att applicera materialblandningar såväl som en ny hybridmetod, samtidigt som ett pulver utnyttjas tillsammans med grafensuspension.

Vid slutet av projektet kommer följande fyra frågor att besvaras som för närvarande hindrar industriella användare från att utnyttja termisk sprutning som en väg för att deponera grafeninnehållande beläggningar:

  • Kan vi behålla grafens egenskaper om det är termiskt sprutat?
  • Kan grafen fördelas jämnt i en matris?
  • Finns det gränser för hur mycket grafen kan laddas i en viss matris?
  • Vilken nivå av förbättring i funktionella egenskaper och uthållighet kan uppnås genom grafentillsats?

Detta FoI-projekt förväntas också lägga en bra plattform för att utöka den nya kunskapen som genereras för andra materialsystem som skulle kunna tillgodose förväntade krav på applikationer i batterier/ superkapacitorer, solceller, sensorer etc. Ytbeläggningar utgör redan ett av sex styrkeområden inom SIO Grafen och gör det här FoI-projektet ytterst relevant.

 

Abstract in English

Disposal of graphene-containing coatings on large surfaces for various functional applications

The long-term ambition is to establish a financial deposit of a new class of graphene-containing large area coatings, with varying matrix material: ceramic, metallic and intermetallic. As a starting point and in view of the specific immediate interest of bransch of industry partners, a ceramic matrix and a metallic matrix will be examined during the project period for this R&D project. Thermal spraying technology will be used to produce graphene-containing coatings, by applying material blends as well as a new hybrid method, while utilizing a powder along with a graphene suspension. At the end of the project, the following four questions will be answered, which currently prevent industrial users from utilizing thermal spraying as a way to deposit graphene-containing coatings:

1. Can we maintain the grapene's properties if it is thermally sprayed?
2. Can the graphene be evenly distributed in a matrix?
3. Are there limits to how much the graphene can be loaded into a particular matrix?
4. What level of improvement in functional properties and endurance can be achieved by graphene addition?

This R&D project is also expected to provide a good platform for expanding the new knowledge generated for other material systems that could meet expected requirements for applications in batteries / supercapacitors, solar cells, sensors etc. Surface coatings already constitute one of six strength areas within SIO Grafen and makes this R&D project highly relevant.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar med grafen – hösten 2018

Projektpartners: IMS/Chalmers, Högskolan Väst, 2D fab, TSE (Thermal Spraying & Engineering), GKN Aerospace Sweden, Federal-Mogul Friedberg GmbH och MAN Energy Solutions

Projektledare: Uta Klement

Projektform: FoI-projekt (stort)

E-mail: uta.klement@chalmers.se

Bidrag: 2 098 400 kr

Projektets löptid: 1 dec 2018 – 30 nov 2020

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: