[发明专利]制备石墨烯-金属复合线材的方法

权利要求书

1.制备石墨烯-金属复合线材的方法，所述方法包括：

(1) 通过化学气相沉积工艺在原始金属线材的表面上生长石墨烯；

(2) 对得到的线材进行加捻复合处理；

(3) 对得到的线材进行预张紧和预拉紧处理，其中将得到的线材在600-1100℃进行30-60分钟的热处理，由此使所述线材变得松弛，在热处理后随之使线材经历预张紧操作，然后降温至200℃以下从而经历预拉紧操作；

(4) 对得到的线材进行冷拉拔处理；

(5) 使得到的线材经历化学气相沉积工艺，

其中，使线材循环依次经历所述步骤(2)至(5)，重复n次，其中第一循环选取f根步骤(1)得到的线材，此后的每一循环均选取f根上一循环得到的线材，最终得到fⁿ股的石墨烯-金属复合线材，其中(a) f为2-9的整数；(b) n为6以上的整数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)之前清洗所述原始金属线材，所述清洗包括使用选自去离子水、乙醇、丙酮、异丙醇、三氯甲烷中的一种或多种溶剂清洗所述原始金属线材，重复2-3次。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在步骤(3)与步骤(4)之间的步骤(3’)：使得到的线材经历化学气相沉积工艺以在其表面生长石墨烯。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)的化学气相沉积工艺为常压化学气相沉积工艺或气压为1-300 Pa的低压化学气相沉积工艺，其中载气选自氩气、氦气、氢气或其任意组合；碳源为气态碳源或液态碳源，所述气态碳源选自甲烷、乙烷、乙烯或其任意组合，所述液态碳源选自甲醇、乙醇、甲苯或其任意组合。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)的化学气相沉积工艺包括使原始金属线材达到800-1100℃的温度，保持30至100分钟，从而经历热处理，随后将原始金属线材加热到为800-1100℃且等于或高于所述热处理温度的生长温度并且与携带碳源的载气接触，使石墨烯在所述原始金属线材的表面生长5-60分钟，其中所述载气的流速为1-500 ml/min。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)和步骤(3’)中所用的化学气相沉积工艺与步骤(1)中的化学气相沉积工艺相同。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)的加捻复合处理在空气、氩气、氦气的气氛下进行，加捻程度为5-40转/cm。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在单个循环中，将步骤(3)重复3-8次，由此线材的伸长率为10-30%。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)包括使得到的线材经历常温常压的有模冷拉拔处理，其中采用冷拉拔模具使所述线材经历1-30道次，其中所述线材在每道次伸长2-5%，其中步骤(4)中最终得到的线材的直径与步骤(1)中的原始金属线材的直径相同。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述金属线材为铜丝或镍丝。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属线材是纯度为95-99.999%且直径为0.05-0.5 mm的紫铜丝。