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本申请涉及金属材料领域,涉及一种石墨烯增强铜铝层状复合材料及其制备方法。该方法包括:将第一金属层与第二金属层叠放并进行热压,热压压强5MPa~50MPa,热压温度500℃~600℃;热压时间10min?120min;第一金属层包括多层铜箔层,多层铜箔层结合为一体,相邻铜箔层之间嵌入有石墨烯。第二金属层为铝层。将石墨烯、铜箔、金属铝复合,实现了采用石墨烯增强多金属基体材料的效果。通过优化热压工艺参数,获得了导电性能优异、界面结合良好的石墨烯增强铜铝层状复合材料。该复合材料密度更小,综合利用了铜的高导电高导热,铝的质轻低成本等优点,有望广泛应用于电力、热传输、轨道交通等领域。