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石墨烯增强铜基复合材料研究进展

2021-01-14李艳春曹金华

黑龙江科学 2021年18期
关键词:复合材料方法

张 煜,李 岩,李艳春,曹金华

(1.黑龙江省科学院高技术研究院,哈尔滨 150000; 2.某部驻哈尔滨地区代表室,哈尔滨 150000)

0 引 言

石墨烯以其独特的单原子层二维结构具有高强度(达130 GPa)、高载流子迁移率(15 000 cm2/(V·s))和高热导率(5 150 W/(m·K))等特点[1],从被发现就成为材料界研究的热点。研究者将其与金属、聚合物及陶瓷等材料复合,以期制备出具有优异综合性能的新型复合材料。

金属铜以其良好的导电、导热性及易加工成型性等特点被广泛应用于电力、电子等行业[1-2],但随着近些年机械、电力、电子等行业的快速发展,铜及其合金逐步向性能多样化方向发展,即在高导电导热性、易成性的基础上还要具备优异的力学性能[3]。石墨烯以其优异性能成为铜基复合材料的理想增强体,但由于石墨烯具有较高的表面能而易于自身团聚,且与铜密度差较大,复合界面不润湿,难分散,导致石墨烯/Cu复合材料组织均匀性差,影响了材料性能[4]。针对上述问题,国内外开展了相关研究。从石墨烯/Cu复合材料的制备工艺入手,对石墨烯/Cu复合材料研究的最新进展进行介绍,分析了石墨烯/Cu复合材料的性能影响机理。

1 制备方法

1.1 粉末冶金法

粉末冶金法是指将石墨烯与铜粉混合,在压力成型后利用高温烧结手段制备石墨烯/Cu复合材料的方法[5]。该方法是目前最为成熟、应用最广的制备石墨烯/Cu复合材料的工艺。文国富等[6]研究了球磨参数对石墨烯/Cu复合材料性能的影响,研究发现球磨时间直接影响石墨烯在铜基体中的分散均匀性。……

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