张利琪，李红伟,2，乔宇燨，钱宗豪

(1.长安大学 材料科学与工程学院，西安 710061；2.长安大学 交通铺面材料教育部工程研究中心，西安 710061)

0 引 言

为了满足高功率电子器件集成化、小型化等发展需求，开发具有高的热导率(TC)和适当热膨胀系数(CTE)等特性的电子封装材料尤为重要[1]。铜、铝基复合材料能够满足封装材料热性能和加工性等要求。金属铜价格低廉、应用广泛，理论导热系数高达398 W/(m·K)，仅次于Ag的427 W/(m·K)，其CTE也略低于银和铝[2-3]，但远超电子封装的要求。以铜为基体，引入TC更高的相复合后能够提高材料的热导率，适当的相界能够降低其热膨胀系数。高导热材料中，无缺陷的单层石墨烯导热系数高达5 300 W/(m·K)，是迄今为止最高导热系数的碳材料，高于单壁碳纳米管(3 500 W/(m·K))和多壁碳纳米管(3 000 W/(m·K))以及金刚石等材料，石墨烯在诸多领域显示了良好的应用前景[4-5]。因此，开发高性能石墨烯增强铜基复合材料的制备技术热管理领域受到广泛的关注。

但是当石墨烯与其它材料复合时，实际效果不甚理想。一方面，石墨烯受到如缺陷、尺寸、排列方式、石墨烯/基体界面结合和石墨烯改性等影响，石墨烯难以达到理论高导热[6-8]。如石墨烯的TC随着其横向尺寸或长度的增加而增加，随着层数的增加而减少，当层数从2增加到4时，石墨烯的TC从2 800 W/(m·K)降低到1 300 W/(m·K)。平均自由程较长声子的在石墨烯薄片中的传播对粗糙度和边缘扰动敏感，边缘不规则的石墨烯具有较强的散射，也会降低其TC值。另一方面，引入石墨烯制备成块体材料时，易团聚导致大量的缺陷，大幅降低复合材料的TC。……