一种金属石墨烯复合材料及其制备方法技术

技术编号:10510944 阅读:126 留言:0更新日期:2014-10-08 12:56
本发明专利技术提供一种金属石墨烯复合材料及其制备方法,涉及材料领域。一种金属石墨烯复合材料,包括金属基底、渗铜层和石墨烯薄膜,所述金属基底与渗铜层冶金结合,所述石墨烯薄膜生长于渗铜层的外表面。所述金属石墨烯复合材料的制备方法,首先在基底表面形成渗铜层,然后在渗铜层表面形成石墨烯薄膜。本发明专利技术金属石墨烯复合材料,由于石墨烯具有优异的力学性能,使得石墨烯薄膜对纯金属或合金表面润滑性能得到了大幅度提高,降低了纯金属或合金表面的摩擦力,提高了纯金属或合金的润滑寿命。本发明专利技术金属石墨烯复合材料的制备方法,能够在大面积金属材料上生长石墨烯,无需腐蚀铜箔,制备工艺简单,生产成本低,便于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域,具体涉及。
技术介绍
石墨烯作为目前世界上强度最高的物质,杨氏模量高达lTPa,且密度较小,因此具 有较高的E/P共振频率,是当前微电子机械系统材料不可或缺的一部分。另外,石墨烯断 裂强度高达130Gpa,是钢的200倍,除了具有最高的强度之外,其摩擦系数最低,润滑性能 很好。石墨烯在力学方面的特殊性能将成为未来空间和信息技术中基本构件的候选材料之 〇 目前,人们利用石墨烯优异的润滑性能,主要通过氧化还原法制备石墨烯以及经 过化学气相沉积法在不同衬底上的转移获得石墨烯的应用。采用化学吸附和氧化石墨烯的 热还原多步反应法,在硅片上制备出的氧化还原石墨烯(RG0)缺陷多,工艺复杂;近期美国 阿贡国家实验室科学家A. Sumant等人,通过将商业化石墨烯片吸附在钢板上,发现其摩擦 系数降低了 85%,耐磨性提高了近两倍,其所用方法主要是通过在钢表面吸附大量的氧化还 原石墨烯,该方法并未能实现石墨烯与基体直接的紧密结合,摩擦过程中由于吸附的氧化 石墨烯不能保证均匀地分布在钢表面且易石墨化;而人们通过在铜表面化学气相沉积生长 的石墨烯,需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属石墨烯复合材料,其特征在于包括金属基底、渗铜层和石墨烯薄膜,所述金属基底与渗铜层冶金结合,所述石墨烯薄膜生长于渗铜层的外表面。

【技术特征摘要】
1. 一种金属石墨烯复合材料,其特征在于包括金属基底、渗铜层和石墨烯薄膜,所述金 属基底与渗铜层冶金结合,所述石墨烯薄膜生长于渗铜层的外表面。2. 权利要求1所述金属石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于首先在基底表面形成 渗铜层,然后在渗铜层表面形成石墨烯薄膜。3. 根据权利要求2所述金属石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于所述基底的材料 为纯金属或合金。4. 根据权利要求3所述金属石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于采用双辉等离子 表面合金化的方法在所述基底表面形成渗铜层。5. 根据权利要求4所述金属石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于采用化学气相沉 积法在渗铜层表面催化生长形成石墨烯薄膜。6. 根据权利要求5所述金属石墨烯复合材料的制备方法,其特征在于所述双辉等离子 表面合金化的方法包括如下步骤: (1) 在双层辉等离子表面冶金炉中,将基底作为工件极,将铜材料作为源极靶材,基底 与铜材料的间距为极间距;工件极、源极为阴极,所述双层辉等离子表面冶金炉的...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴红艳顾正彬杭烨超李胤
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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