[发明专利]制备碳系粒子/铜复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备碳系粒子/铜复合材料的方法，在该碳系粒子/铜复合材料中例如石墨的碳系粒子与铜混合。

相关申请的互相引用

本申请要求于2009年2月5日在韩国提交的第10-2009-0009287号的韩国专利申请和于2010年2月5日在韩国提交的第10-2010-0010860号韩国专利申请的优先权，这两项韩国专利申请的全部内容以引用的方式纳入本说明书。

背景技术

铜由于其高导热和导电性以及低价格而广泛应用于多个工业领域中。在很多情况下，铜独自被采用，然而，由于多种原因，特别是，像在散热(吸热)装置(heat sink)的情况下，采用混合有碳系粒子的铜来形成复合材料正日益增长，其中上述碳系粒子包含作为主要成分的碳，例如石墨、SiC和碳纳米管等。

在碳系粒子/铜复合材料中，碳系粒子和铜的混合状态很重要。当这两种成分的混合状态不相容且这些成分彼此分开存在时，不可能得到由这两种成分复合带来的材料性质，并且机械性能也降低。

因为碳系粒子和铜具有不同的材料性质，彼此间的相容性差。通常，液相烧结法和浸渍法等用于制备碳系粒子/铜复合材料，但是难以实现碳系粒子和铜优良的相容性。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种制备碳系粒子和铜充分混合的复合材料的方法。

技术方案

为了实现本发明的目的，根据本发明一个方面的制备碳系粒子/铜复合材料的方法包括：使具有碳主链的聚合物有机化合物和铜前驱体在溶剂中的溶液与碳系粒子在第一分散介质中的分散液混合而制得一混合物；向该混合物中加入第一还原剂，从而形成氧化铜(I)粒子附着在碳系粒子表面上的复合粒子；和在非氧化气氛下烧结该复合粒子。

此外，根据本发明另一方面的制备碳系粒子/铜复合材料的方法包括：使具有碳主链的聚合物有机化合物和铜前驱体在溶剂中的溶液与碳系粒子在第一分散介质中的分散液混合而制得一混合物；向该混合物中加入第一还原剂，从而形成氧化铜(I)粒子附着在碳系粒子表面上的复合粒子；和将上述复合粒子分散在第二分散介质中并向其中加入过量的第二还原剂，从而将氧化铜(I)粒子还原成铜。

此外，根据本发明还一方面的制备碳系粒子/铜复合材料的方法包括：使具有碳主链的聚合物有机化合物和铜前驱体在溶剂中的溶液与碳系粒子在第一分散介质中的分散液混合而制得一混合物；和向该混合物中加入过量的第一还原剂，从而形成铜包覆上述碳系粒子表面的复合粒子。

在根据本发明的制备复合材料的方法中，所述聚合物有机化合物可以优选以单一或组合的形式包括聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。另外，所述铜前驱体可以是i)通式1的铜羧基化合物，或者ii)通式2的含有羧基的化合物和铜盐。

<通式1>

(R₁-COO)₂Cu

其中R₁是含有1～18个碳原子的烷基。

<通式2>

R₁-COOH

其中R₁是含有1～18个碳原子的烷基。

此外，在根据本发明的制备复合材料的方法中，用于溶解聚合物有机化合物和铜前驱体的溶剂、第一分散介质和第二分散介质可以各自独立地为单一或组合形式的水、C₁～C₆低级醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃和乙腈。

所述分散在第一分散介质中的碳系粒子可以包括但不限于石墨、石墨烯(graphene)、无定形碳、碳纳米管、金刚石和SiC，只要它们包含碳作为主要成分即可。

同时，在根据本发明的制备复合材料的方法中，所述第一还原剂和第二还原剂可以各自独立地为单一或组合形式的NaBH₄、肼、抗坏血酸、葡萄糖和乙二醇。

有益效果

根据本发明的制备碳系粒子/铜复合材料的方法，聚合物有机化合物有助于改进氧化铜(I)粒子和碳系粒子的相容性，从而有助于制备氧化铜(I)粒子附着在碳系粒子表面上的复合材料中间体。将该复合材料中间体还原，得到碳系粒子和铜充分混合的复合材料，该复合材料可以适合用作散热(吸热)装置。

附图说明