[发明专利]一种以固体碳源在铜粉表面原位制备的3D石墨烯/铜复合材料及其方法

权利要求书

1.一种以固体碳源在铜粉表面原位制备的3D石墨烯/铜复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以不锈钢球、铜粉、氧化镁和聚甲基丙烯酸甲酯作为原料，以乙醇作为球磨介质，混合后进行球磨处理得到铜、氧化镁、聚甲基丙烯酸甲酯和乙醇的混合溶液，不锈钢球、铜粉、氧化镁和聚甲基丙烯酸甲酯的质量比为200：20：10：(0.1～0.5)，球磨处理的转速为150～250转/分钟，球磨处理时间为1～2.5h；

S2、去除步骤S1所得混合溶液中的乙醇，过筛得到干燥且均匀分散的铜/氧化镁/聚甲基丙烯酸甲酯粉末，采用旋转蒸发仪去除混合溶液中的乙醇，旋转蒸发仪的加热温度为45～55℃，加热时间为50～60min；

S3、将步骤S2所得铜/氧化镁/聚甲基丙烯酸甲酯粉末分别进行低温还原和高温还原处理，得到原位生长的3D石墨烯/铜、氧化镁混合粉末，低温还原处理的温度为200～250℃，还原时间为20～40min，还原气氛为氢气，保护气氛为氩气，高温还原处理的温度为800～950℃，还原时间为10～30min，还原气氛为氢气，保护气氛为氩气；

S4、用稀盐酸酸洗除去步骤S3所得3D石墨烯/铜、氧化镁混合粉末中的氧化镁，然后用乙醇清洗并烘干，得到原位生长的3D石墨烯/铜复合粉末；

S5、将步骤S4制备的3D石墨烯/铜复合粉末经真空热压烧结成型制得3D石墨烯/铜复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，乙醇的加入量为100～120ml。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，采用200～400目过筛。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，稀盐酸的浓度为9％，体积为200～220ml。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，烧结压力为70～120MPa，真空度为10^-3～10^-4Pa，温度为750～1050℃，保压时间90～150min。

6.一种3D石墨烯/铜复合材料，其特征在于，利用权利要求1至5中任一项所述的方法制备而成，导电率达到89％～97％IACS，抗拉强度为278～305MPa。