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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111364018A(43)申请公布日2020.07.03(21)申请号202010134265.6(22)申请日2020.03.02(71)申请人江阴电工合金股份有限公司地址214423江苏省无锡市江阴市周庄镇世纪大道北段398号申请人南京工程学院(72)发明人冯岳军巨佳陈立群卞方宏冉文强(74)专利代理机构江阴市扬子专利代理事务所(普通合伙)32309代理人隋玲玲(51)Int.Cl.C23C16/44(2006.01)C23C16/02(2006.01)C23C16/26(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种石墨烯铜基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种石墨烯铜基复合材料及其制备方法,采用表面浸蚀-气相沉积-超声清洗的方法制备出具有铜基体层-过渡层-石墨烯层复合结构的石墨烯铜复合材料,制备方法包括以下步骤:铜粉表面浸蚀;过滤、烘干并在石英舟内铺设;化学气相沉积炉的装配;化学气相沉积;超声清洗并过滤干燥。本发明的复合材料中铜基体与石墨烯之间具有优良的结合力,且石墨烯层具有完整、缺陷少、质量优的特点,所制备的复合材料抗拉强度、变形率、导电性能优异。CN111364018ACN111364018A权利要求书1/1页1.一种石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:选取粒径为0.1~80μm铜粉,加入到浓度为4~30g/L的水合肼溶液中进行浸蚀;S2:将S1浸蚀后的铜粉过滤、烘干,烘干温度为45~65℃,后平铺于方形石英舟内,铺设厚度为0.1~1mm;S3:将S2中准备好的石英舟放入化学气相沉积炉管中并放入隔热塞密封化学气相沉积炉,随后合上加热炉;S4:调节S3中化学气相沉积炉的程序,先通乙烷并将流量调至10~35sccm,再通氩气将流量调至50~100sccm,随后通入氢气将流量调至5~15sccm,最后系统抽真空保持至25~50Pa;以15~45℃/min的升温速率从室温升至1000~1150℃并保温40min,后通入乙烷调整气压至250~350Pa保持8~15min,后关闭乙烷通入氩气并抽真空至气压至30~50Pa并关闭加热随炉冷却至350~450℃时打开加热炉,取出炉管和石英舟,获得石墨烯铜基复合材料粉末;S5:将S4中所获得的石墨烯铜基复合材料粉末放入无水乙醇中进行超声清洗,后过滤、干燥,即获得石墨烯铜基复合材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:S1中所述铜粉的粒径为0.1~80μm。3.根据权利要求1所述的石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:S1中所述水合肼溶液为水合肼水溶液。4.根据权利要求1所述的石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:S1中所述浸蚀时间为20~600s。5.根据权利要求1所述的石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:S5中所述石墨烯铜基复合材料与无水乙醇的质量比为1:3。6.根据权利要求1所述的石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:S5中所述超声清洗时间为1~3h。7.根据权利要求1所述的石墨烯铜基复合材料制备方法,其特征在于:S5中所述干燥温度为40~60℃。8.一种根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制备的石墨烯铜基复合材料,其特征在于:所述石墨烯铜基复合材料具有铜基体层-过渡层-石墨烯层的复合结构。2CN111364018A说明书1/5页一种石墨烯铜基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于铜基复合材料技术领域,具体涉及一种石墨烯铜基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]随着科学技术和社会经济的飞速发展,传统铜及其合金材料的强度、硬度、耐磨性及热稳定性等越来越难以满足许多领域对铜材料的性能需求,从而促进了铜基复合材料的发展。[0003]石墨烯是碳原子以sp2杂化连接的单原子层构成的新型二维原子晶体,其比表面积高达2600m2/g,强度可达130GPa,是钢的100多倍;同时石墨烯是目前为止导热系数最高的碳材料,导热系数可以达到5300W/mK,是多壁碳纳米管的一倍还多;另外石墨烯还是目前己知的电子迁移率最高的物质,它在室温下其电子迁移率可以达到15000cm2/V•s,是硅材料的10倍,锑化铟的2倍以上。石墨烯因其高的导电导热性能和优异的力学性能被认为是理想的铜基复合材料增强体。[0004]目前石墨烯与铜基体的界面结合能力是影响石墨烯铜基复合材料综合性能的主要因素,现有的石墨烯铜基复合材料主要制备方法有机械球磨法、分子级混合法、电化学沉积法和原位生长法等,机械球磨法和分子级混合法主要以氧化还原的石墨烯或电化学剥离的石墨烯为主,其复合材料的性能依赖增强体的性能,而通过氧化和电化学制备的石墨烯大都存在缺陷