铜/石墨烯仿生层状结构的低温电沉积生长机制研究

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纯铜具有良好的导电和导热性能,但铜的强度和耐磨性较低,并且在高温下容易变形和氧化,所以也带来了一些应用上的局限性,不能满足工业上对原材料日益增长的性能要求。为了提高铜的强度,2004年卢柯课题组利用脉冲电沉积法制备出了纳米孪晶铜薄膜,显著提高了铜的强度,并且铜的导电性能并没有下降。除此之外,很多科学工作者研究并制备铜基的复合材料,即在铜基体中添加某种元素或合金元素。但随着合金元素的加入,可能会使铜基合金材料的导热和导电性能降低。人们发现碳纤维铜基复合材料具有较高的导电和导热性能,但由于碳和铜的润湿性较差,使得碳和铜很难结合在一起,导致复合材料的机械性能较差。因此,如何选择合适的增强体来提高铜基复合材料的强度、导电性和耐磨性成为如今科研工作者亟待解决的问题。 自从Geim等人用机械剥离法发现了石墨烯以来,由于其具有较好的物理性能和机械性能所以得到了广泛科研工作者的关注,其表面积比可高达2630m2/g,导热性高达5000 W/(m·K),室温下的电子迁移率可达15000cm2·V-1·s-1,断裂强度为125GPa。石墨烯的这些优异性能,使得在传感器、储能和新型显示、半导体材料和生物医学等领域中得到广泛使用。因此,本试验选用石墨烯作为增强体来制备铜基复合材料。