加工铜基-石墨烯复合材料的方法及铜基-石墨烯复合材料技术

本申请提供一种加工铜基‑石墨烯复合材料的方法及铜基‑石墨烯复合材料。该方法包括：在无氧环境内，对铜基‑石墨烯叠层进行热压合处理，所述热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500℃‑900℃，热压时间为5min～20min，铜基‑石墨烯叠层经过热压合处理后形成一体式结构的铜基‑石墨烯复合材料。经试验验证，由该方法加工而成的铜基‑石墨烯复合材料具有高导电率和优质的力学性能。

Processing method of copper based graphene composite and copper based graphene composite

【技术实现步骤摘要】
加工铜基-石墨烯复合材料的方法及铜基-石墨烯复合材料
本申请涉及铜基-石墨烯加工
，具体而言，涉及一种加工铜基石墨烯复合材料铜基石墨烯复合材料的方法及铜基石墨烯复合材料。
技术介绍
石墨烯是sp2杂化碳原子紧密堆积成的单层二维蜂窝状晶格结构的碳质材料，石墨烯具有优异的综合性能，抗拉强度为125Gpa，弹性模量为1.0Tpa，热导率为5300W/(m·k)，电子迁移率为2×105cm2(v·s)，因此，石墨烯常作为理想填料用来制备复合材料。现有技术中，采用化学气相沉积法可以将碳源裂解后在铜箔表面沉积生长形成石墨烯，得到以铜为基底的单层石墨烯复合材料。然而，在实际应用中，为了使铜基-石墨烯复合材料膜具备高导电率和更优的力学性能，需要将采用上述方法制备出的铜基-石墨烯复合材料膜进一步加工。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种加工铜基-石墨烯复合材料的方法及铜基-石墨烯复合材料，该铜基-石墨烯复合材料具备高导电率和较优的力学性能。具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：一种加工铜基-石墨烯复合材料的方法，包括：在无氧环境内，对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理，所述热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500℃～900℃，热压时间为5min～20min，铜基-石墨烯叠层经热压合处理后形成一体式结构的铜基-石墨烯复合材料。可选的，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理包括：在热压合过程中，施压机构将铜基-石墨烯叠层与压力保持板同时压合，所述施压机构通过所述压力保持板热压铜基-石墨烯叠层，以增加热压时间。可选的，所述压力保持板包括链环式压板，所述链环式压板由多块相对活动的子板依次连接形成环形结构，所述链环式压板在热压合过程中从进料侧循环输入所述施压机构与铜基-石墨烯叠层之间。可选的，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理包括：在无氧环境内设置多个用于热压铜基-石墨烯叠层的施压机构，多个所述施压机构共同热压铜基-石墨烯叠层。可选的，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理包括：用于热压铜基-石墨烯叠层的施压机构包括有效热压区域，所述有效热压区域的面积小于所述铜基-石墨烯叠层的面积，热压合时，所述有效热压区域压合于铜基-石墨烯叠层的内部。可选的，用于加热铜基-石墨烯叠层的加热机构设置于所述施压机构内，所述加热机构所在的区域为所述施压机构的有效热压区域，所述有效热压区域通过隔热材料包围。可选的，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理还包括：在热压合过程中，通过流经于铜基-石墨烯叠层自身的电流将铜基-石墨烯叠层加热至500℃～900℃。可选的，铜基-石墨烯叠层热压于施压机构与加工平台之间，所述施压机构与所述加工平台均由导电材料制成，且分别与电源的正极和负极连接，当所述施压机构与铜基-石墨烯叠层接触时，连接电源、施压机构、加工平台以及铜基-石墨烯叠层的电连接回路导通，铜基-石墨烯叠层通过流经于自身的电流被加热。可选的，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理还包括：在加热之前向所述无氧环境内通入用于防止铜基-石墨烯叠层氧化的保护性气体。可选的，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理还包括：设置热压间隙为铜基-石墨烯叠层总厚度的80％～99％，所述热压间隙为热压时施压机构与加工平台之间的间隙。一种铜基-石墨烯复合材料，采用上述任一项所述的方法加工而成，所述铜基-石墨烯复合材料为一体式层叠结构，包括多个铜层和多个石墨烯层，所述铜层与所述石墨烯层交替层叠分布。可选的，所述每个铜层的厚度为7μm-50μm。可选的，所述铜基-石墨烯复合材料为带材或片材。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：本申请第一方面提供了一种加工铜基-石墨烯复合材料的方法，该方法包括：在无氧环境下，对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理，热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500℃-900℃，热压时间为5min～20min，铜基-石墨烯叠层经热压合处理后形成一体式结构的铜基-石墨烯复合材料。经试验验证，由该方法加工而成的铜基-石墨烯复合材料具有高导电率和优质的力学性能。本申请第二方面提供了一种铜基-石墨烯复合材料，该铜基-石墨烯复合材料为一体式结构，铜层和石墨烯层交替层叠，经实验验证，该铜基-石墨烯复合材料具有高导电率和优质的力学性能。附图说明图1是本申请一示例性实施例示出的采用压辊加工铜基-石墨烯复合材料的装置的剖视图；图2是本申请一示例性实施例示出的采用升降压头加工铜基-石墨烯复合材料的装置的剖视图；图3是本申请一示例性实施例示出的采用压辊加工铜基-石墨烯复合材料的方法的流程图；图4是本申请一示例性实施例示出的采用升降压头加工铜基-石墨烯复合材料的方法的流程图；图5是本申请示出的铜基-石墨烯复合材料的示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本申请提供了一种加工铜基-石墨烯复合材料的方法，包括：在无氧环境内，对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理，热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500℃-900℃，热压时间为5min～20min，铜基-石墨烯叠层经过热压合处理后形成一体式结构的铜基-石墨烯复合材料。需要说明，这里所说的“无氧”不是绝对意义上的无氧，而是含氧量低于规定值，对铜基-石墨烯叠层中铜基底造成的氧化可以忽略不计。铜基-石墨烯叠层包括多层重叠放置的铜基-石墨烯膜层，铜基-石墨烯膜层可以通过化学气相沉积的方法制备得到。选用的铜基底的厚度不同，则制备出的铜基-石墨烯膜层的厚度不同。铜基底厚度可以在7μm～50μm之间选取，在铜基底生长的石墨烯的厚度约为1nm。进行热压合的铜基-石墨烯叠层的层数不限，可以根据实际需求选择。例如，可以分别将20层、60层、80层或100层的铜基-石墨烯膜热压合在一起。铜基-石墨烯叠层可以选用带材，当铜基-石墨烯叠层为带材时，在热压合过程中，可以通过放卷辊放料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工铜基‑石墨烯复合材料的方法，其特征在于，包括：在无氧环境内，对铜基‑石墨烯叠层进行热压合处理，所述热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500℃～900℃，热压时间为5min～20min，铜基‑石墨烯叠层经热压合处理后形成一体式结构的铜基‑石墨烯复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种加工铜基-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，包括：在无氧环境内，对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理，所述热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500℃～900℃，热压时间为5min～20min，铜基-石墨烯叠层经热压合处理后形成一体式结构的铜基-石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述的加工铜基-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理包括：在热压合过程中，施压机构将铜基-石墨烯叠层与压力保持板同时压合，所述施压机构通过所述压力保持板热压铜基-石墨烯叠层。3.根据权利要求2所述的加工铜基-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述压力保持板包括链环式压板，所述链环式压板由多块相对活动的子板依次连接形成环形结构，所述链环式压板在热压合过程中从进料侧循环输入所述施压机构与铜基-石墨烯叠层之间。4.根据权利要求1所述的加工铜基-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理包括：在无氧环境内设置多个用于热压铜基-石墨烯叠层的施压机构，多个所述施压机构共同热压铜基-石墨烯叠层。5.根据权利要求1所述的加工铜基-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，所述对铜基-石墨烯叠层进行热压合处理包括：用于热压铜基-石墨烯叠层的施压机构包括有效热压区域，所述有效热压区域的面积小于所述铜基-石墨烯叠层的面积，热压合时，所述有效热压区域压合于铜基-石墨烯叠层的内部。6.根据权利要求5所述的加工铜基-石墨烯复合材料的方法，其特征在于，用于加热铜基-石墨烯叠层的加热机构设置于所述施压机构内，所述加热机构所在的区域为所述施压机构的有效热...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小满，章潇慧，陈强，龚明，李要君，杨为三，孙帮成，李明高，刘昱，
申请(专利权)人：中车工业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11