[发明专利]一种基于原位合成的石墨烯铜基复合材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于原位合成的石墨烯铜基复合材料的制备方法。本发明先通过溶液浸渍工艺在电解铜粉表面包覆高分子固态碳源，然后通过化学气相沉积工艺在铜粉表面原位生成石墨烯，进一步地，采用机械球磨工艺将石墨烯球磨进铜颗粒内部，获得石墨烯铜复合粉体，最后采用粉末冶金成型及变形加工工艺获得质量良好的石墨烯铜基复合材料。本发明以高分子为固态碳源在电解铜粉表面原位合成石墨烯，实现了石墨烯在铜粉中的均匀分散，节省了石墨烯原料成本。本发明工艺简单，有效解决了石墨烯均匀分散及石墨烯与铜界面结合的问题，大量节省了石墨烯原料成本，非常适用于高性能石墨烯铜基复合材料批量化生产制备。

主权项

1.一种基于原位合成的石墨烯铜基复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1、将聚乙二醇或聚乙烯醇作为固态高分子碳源，并将固态高分子碳源溶于酒精形成均匀混合溶液；优选溶解温度为20～80℃；步骤2、将铜粉在所述均匀混合溶液中充分搅拌，将溶液中的铜粉过滤和干燥后，在铜粉表面会包覆有聚乙二醇或聚乙烯醇的高分子层，得到包覆有高分子层的铜粉，将包覆有高分子层的铜粉置于高温加热炉中加热煅烧，加热煅烧温度为500～1050℃，时间为0.5～2小时，加热的保护气体为氢气与氩气的混合气体，铜粉表面的聚乙二醇或聚乙烯醇在保护气体中转化为石墨烯；所述铜粉为树枝状铜粉；步骤3、将包覆有石墨烯的铜粉置于球磨设备中进行球磨，所述树枝状铜粉经过球磨后会延展变形为片状铜粉，树枝状铜粉的枝叉间包裹的石墨烯会处于片状铜粉内部；延展造成铜粉表面存在未被石墨烯包覆部分。未被石墨烯包覆部分的铜粉之间具有良好的烧结成型性，经过机械球磨的作用，石墨烯与铜基体更好的结合成一体，提高了界面结合强度；步骤4、将球磨后的铜粉通过粉末冶金成型工艺制备成石墨烯铜复合材料块体材料。