[发明专利]具有复合电镀纳米碳金属膜的复合金属丝及其制备方法

权利要求书

1.一种具有复合电镀纳米碳金属膜的复合金属丝的制备方法，其特征在于，包括：

提供金属丝，所述金属丝包括金属丝基材以及沉积于所述金属丝基材表面的石墨烯层；

将分散的纳米碳粉末和金属盐分散在溶剂中，配置成复合电镀液；

通过卷对卷传输方式，使金属丝连续通过所述复合电镀液，同时对所述金属丝表面进行复合电镀处理，形成覆盖所述金属丝表面的纳米碳金属膜，所述纳米碳金属膜内至少部分纳米碳之间通过金属连接，所述复合电镀处理包括同时进行的电泳沉积和电镀沉积。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合电镀处理过程中，将所述金属丝连接至阴极，在复合电镀液内设置阳极金属板，所述阳极金属板的材质与所述复合电镀液中的金属阳离子为同种金属。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯层的形成方法包括：利用卷对卷沉积方式，在对卷输入端和对卷输出端之间传输所述金属丝基材，并且在所述金属丝基材传输过程中，通过等离子体增强化学气相沉积工艺在所述金属丝基材表面沉积形成所述石墨烯层。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的沉积温度为700～850℃，射频功率为5～200W，采用的沉积气体包括包含C、H元素的气体，所述沉积气体的流量为1～50sccm，石墨烯层的生长时间为30～60min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述金属丝基材的长度为1m以上，直径为10-500μm，所述石墨烯层包括1～10层石墨烯。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合电镀液中的溶剂包括乙醇和丙酮中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合电镀液中纳米碳的浓度范围为0.1～0.9g/L，金属盐的浓度范围为0.02～0.8mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合电镀处理时的电流密度为0.4～8A/cm²。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述金属丝表面进行复合电镀处理时，金属丝与所述阳极之间的距离为4～20cm，施加电场强度为20～40V/cm，金属丝的传输速度为0.05～0.5m/s。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述分散的纳米碳粉末的获取方法包括：将纳米碳剪切、分散，采用浓硝酸和浓盐酸的混合溶液酸洗处理后，再用去离子水稀释成中性，然后烘干得到所述分散的纳米碳粉末。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米碳包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯及其衍生产物中的一种或多种组合；所述金属盐中的金属包括Cu、Ni、Ru、Co以及Ta中的一种或多种组合。

12.一种具有复合电镀纳米碳金属膜的复合金属丝，其特征在于，包括：

金属丝，所述金属丝包括金属丝基材以及沉积于所述金属丝基材表面的石墨烯层；

覆盖所述金属丝表面的纳米碳金属膜，所述纳米碳金属膜内至少部分纳米碳之间通过金属连接。

13.根据权利要求12上所述的复合金属丝，其特征在于，所述石墨烯层为等离子体增强化学气相沉积层。

14.根据权利要求12上所述的复合金属丝，其特征在于，所述金属丝基材的长度为1m以上，直径为10-500μm；所述石墨烯层包括1～10层石墨烯。