李炯利 张海平 王旭东 崔玺康 孙庆泽

(1. 北京石墨烯技术研究院有限公司，北京 100094； 2.中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；3.中国商飞北京民用飞机技术研究中心，北京 102211)

0 引言

航空电缆是飞机电气互联系统的重要组成部件，在电器、仪表、雷达等系统中被广泛使用。现代民航客机的电缆长度已经达到113 km～483 km[1]，且随着飞机电气化、信息化、智能化程度的不断提高，飞机对电线电缆的要求也日益增加。铜、铝等常规导体已难以满足未来航空电缆对材料轻质、高强、高导电性能的需求。

石墨烯是一种由碳原子以SP2杂化组成的六边形呈蜂巢晶格的单原子厚度的薄膜，具有表面积大、强度高、导电导热性能好等特点[2]。自2004年发现以来，国内外学者对石墨烯及其复合材料开展了系列化的研究[3]。在金属基复合材料领域，石墨烯也表现出了优良的强化效果，石墨烯能有效提高传统金属材料强度，同时保持良好的导电、导热等性能。

本文通过对比常规导体材料的基础性能，并结合石墨烯高强度和高导电的特性，梳理了石墨烯铝基复合材料力学性能和电学性能的研究进展和影响规律，探讨了石墨烯改性铝电缆导体的应用前景。

1 常规导体材料性能

铜和铝是最常用的两种金属导体材料，电工铜和电工铝的基本性能对比见表1。可以看到，电工铝的导电率约为电工铜的60%，但是单位重量电工铝的价格为电工铜的1/3，电工铝的密度也仅为电工铜的1/3，通过计算可知，相同载流量条件下，铝导体重量仅为铜导体的一半，价格仅为1/6。……