[发明专利]一种石墨烯铜复合超高导材料制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯铜复合超高导材料制备方法，属于新材料技术领域。该方法包括以下步骤：S11，离子水与铜盐、还原剂、表面活性剂混合，再与萃取剂混合，再与石墨烯混合，高温反应，离心得到固体物质清洗，真空干燥；S12，氧化处理；S13，与铜粉混合，球磨；S14，真空干燥；S15，焙烧，得到石墨烯铜复合粉体，即石墨烯铜复合超高导材料。本发明的石墨烯铜复合超高导材料制备方法，通过铜盐还原得到的铜粉与石墨烯的初步分散，提高石墨烯与铜粉球磨的均一度，可以减少高石墨烯含量下的团聚现象，得到的超高导材料具有良好的强度和导电性能。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种石墨烯铜复合超高导材料制备方法。

背景技术

铜导线具有良好的导电、导热、耐蚀和加工性能。石墨烯因其力学性能、导热性能以及热膨胀性能，在制备金属复合材料中被广泛引用。

在制备石墨铜复合材料中，石墨烯含量越高，导电性能越好。但是，石墨烯含量越高，石墨烯和铜粉的分散情况越差，会显著降低得到的复合材料的强度性能和导电性能。化学还原法因其制备的粉体均匀、粒径分布可控、不团聚等特点，而在制备铜粉中得到了应用。

发明内容

本发明通过在包括液相体系中的进行铜还原反应，得到铜颗粒被包含石墨烯的萃取液萃取，可到分散均匀的混合物，借此来提高石墨烯与铜粉的球磨混合的均一性。

本发明在于公开一种石墨烯铜复合超高导材料制备方法，包括以下步骤：

S11，离子水与铜盐、还原剂、表面活性剂混合，再与萃取剂混合，再与石墨烯混合，高温反应，离心得到固体物质清洗，真空干燥；

S12，氧化处理；

S13，与铜粉混合，球磨；

S14，真空干燥；

S15，氢气气氛下焙烧，得到石墨烯铜复合粉体，即石墨烯铜复合超高导材料。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述铜盐为二水合氯化铜。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述还原剂为维生素C或维生素C磷酸钠，优选为维生素C磷酸钠。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述表面活性剂为聚乙二醇4000。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述萃取剂为三辛胺或2-羟基-5-壬基水杨醛肟，优选为2-羟基-5-壬基水杨醛肟。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述铜盐、还原剂、表面活性剂、萃取剂混合和石墨烯的重量比例为0.1：（0.4-0.6）：（0.005-0.02）：（0.3-0.5）：（0.1-0.3）。

在本发明的一些实施方式中，S11中，所述高温反应为110-125℃下保持15-20h。

在本发明的一些实施方式中，S11中，，所述真空干燥为50-60℃干燥3-4h。

在本发明的一些实施方式中，S12中，所述氧化处理为600-650℃下处理3-4h。

在本发明的一些实施方式中，S13中，磨球与物料的重量比为（15-20）:1，球磨机转速20-30rpm，球磨10-15h。

在本发明的一些实施方式中，S14中，所述真空干燥为50-60℃干燥3-4h。

在本发明的一些实施方式中，S15中，焙烧的温度为200-250℃，焙烧时间为2.5-3h。

在本发明的一些实施方式中，S11中，在表面活性剂的浓度Cs确定后，通过以下公式确定萃取剂Ce的浓度：

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