[发明专利]一种在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法，其特征在于在超声波震荡下进行自组装吸附的石墨烯负载铜增强铜基高导热复合材料的制备方法是按以下步骤进行：

一、原料称取：按质量分数称取1%多层石墨烯纳米片和99%的铜金属粉末；所述铜金属粉末的粒径尺寸为1~15μm；

二、铜粉片状化处理：将铜金属粉末和助磨剂装入球磨罐中，球磨罐中球料比为10:1，以300rpm的转速球磨5h，得到片状化后的铜金属粉末；所述片状化后的铜金属粉末的平面大小为30~70μm，厚度为100~300nm；

三、石墨烯表面负载铜：采用等离子物理气相沉积将铜原子沉积在多层石墨烯纳米片表面，物理气相沉积同时进行在搅拌，得到负载铜的石墨烯；

四、原材料表面处理与分散：将聚乙烯醇溶于60℃水中，配置PVA水溶液，将片状化的铜金属粉末加入PVA水溶液中搅拌均匀，在温度为80℃的条件下水浴保温5h，得到羟基化铜片；将负载铜的石墨烯加入到浓度为3%~5%的SnCl₂溶液中，超声30min，之后转移至浓度为3%~5%的PdCl₂溶液中，超声30min，再用去离子水清洗，然后放置于无水乙醇中进行超声分散，得到处理后的石墨烯纳米片；将处理后的石墨烯纳米片在去离子水中加入质量分数为5%的乙二胺四乙酸钠，超声分散，得到分散后的石墨烯；

五、超声波震荡自主沉积：

将羟基化铜片和分散后的石墨烯分别放入两个容器中，然后分别对羟基化铜片和分散后的石墨烯进行超声波震荡处理，均匀分散后，分别在容器开口处设置开关，控制每隔10s打开开关，使分散后的石墨烯通过管道，在重力作用下在另一个容器内在重力的作用下自主沉积沉淀，静置4~8小时，形成石墨烯铜的层状结构，得到混合层状材料；

六、化学吸附与干燥：将得到的混合层状材料在70℃的干燥箱中进行干燥，得到石墨烯铜混合粉末；

七、预压与等离子烧结制备复合材料：

将石墨烯铜混合粉末装入石墨模具中，连同模具置于压力机台面上，以加压速度为1mm/min下向混合粉末加压至5MPa并保压10min；将得到预压后的混合体连同模具转移至等离子烧结加热炉中，在保护气氛下，在20min内将炉内温度从室温加热至温度1040℃，在温度为1040℃的条件下烧结5min，随炉冷却，冷却后脱模，得到高导热且力学性能优良的石墨烯增强铜基复合材料；对制备的复合材料在700℃下以每道次3%的压下量轧制。