本发明涉及复合材料制备的，具体涉及一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方法。
背景技术：
1、纯金属一直被认为具有室温下最低的电导率，自约100年前首次正式记录铜的电导率以来，大量的对铜金属进行高度提炼的研究只提高了约3％的电导率，目前广泛推行的国际退火铜标准(iacs)记录纯铜室温下的电导率为5.8×107s/m，在金属中仅银的电导率优于铜(约108％iacs)，但其成本过于高昂，因此铜基材料一直作为主要的导电材料进行服役。
2、为了提高铜基材料的导电性，通过提高纯度、减少晶界和降低缺陷等制备高纯度铜的方法已经逐渐接近物理极限，成本显著提高，技术要求也越来越苛刻；而添加其他合金材料(如锡、稀土元素等)，也多存在由于工艺不稳定或铜基晶格畸变造成电导率下降的现象，存在一定的局限性，利用金属铜与新材料复合，制备超高导电铜基复合材料，吸引了广泛研究。
3、石墨烯(graphene)是碳原子的同素异形体和二维晶体材料，它是二维晶格组件的基本单层sp2杂化(二维蜂窝结构)碳原子。2004年英国科学家首次成功制备出石墨烯薄片，其内部碳原子均以结合强度极高的σ键结合，同时每个碳原子又可以提供一个未成键的自由电子。这种独特的结构觉醒了其具有高强度和良好的导电性，其强度高达130gpa，载流子迁移率为15000cm2/(vs)，二者均为目前已知材料之最。不但如此，石墨烯还具有很高的表面积和热导率，以及分子、量子、隧道效应等独特性质。因其特殊的二维结构和优异的性能，石墨烯在提高材料机械性、保持铜高导电导热性方面仍有着不错的优势，成为铜基复合材料的极佳增强材料，石墨烯增强铜基材料已被广泛应用于汽车和航空航天工业中。
4、但是石墨烯和铜之间的浸润性很差，导致界面结合性差，造成材料强度降低。在复合材料的制备过程中，常会破坏石墨烯的结构，而石墨烯优异的性能强烈依赖于完整的结构。也因此得到的石墨烯复合材料的性能往往与理论值相差甚远。除此之外，石墨烯铜界面缺乏粘接等问题导致界面粘附力弱，并且由于弹性不相容性而降低了金属基体的力学与电学性能，石墨烯在整个金属基体中的均匀分散是制备复合材料的关键问题。因此，针对石墨烯铜的界面结构进行调控，改善石墨烯铜界面粘附力弱的问题，是提高石墨烯铜复合材料性能的关键问题所在，这对复合材料的研究具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明提出了一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其包括有如下步骤：
2、s1：将石墨烯包覆的铜箔放置进磁控溅射腔室内；
3、s2：以纯铜靶材为铜源，对石墨烯包覆的铜箔进行磁控溅射处理，在石墨烯包覆的铜箔表面溅射一层铜，制成镀铜处理的石墨烯包覆铜箔；
4、s3:将多层步骤s2中制成的所述镀铜处理的石墨烯包覆铜箔放置进热压腔室内，设定适当的热压温度和压强，利用叠层热压法对镀铜处理的石墨烯包覆铜箔进行热压成形，以得到高导电石墨烯铜复合材料。
5、本发明的进一步设置为：步骤s1中石墨烯包覆铜箔厚度为10-100μm。
6、本发明的进一步设置为：步骤s2中磁控溅射铜的厚度为1-1000nm，磁控溅射时间0.5-60min；所述磁控溅射腔室内做真空处理，其真空度为2.0×10-3pa-1.0×10-4pa；步骤s2中制成后的镀铜处理石墨烯包覆铜箔取出后真空密封保存。
7、本发明的进一步设置为：步骤s3中所述热压腔室内温度升温加热至600-1100℃，加热时间为20-100min，然后恒温保温20-100min，保温结束后冷却至室温，冷却时间为20-100min；所述热压腔室内的压强加压至20-120mpa，加压时间为20-100min，然后恒压20-100min，恒压结束后减压至0pa，减压时间为20-100min；所述热压腔室内维持真空或充入氩气进行保护。
8、本发明还提出了一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方案，其特征在于：包括有如下步骤：
9、s1：将石墨烯包覆的铜箔放置进电镀槽内，并加入电镀液；
10、s2：采用电镀工艺，对步骤s1中所述石墨烯包覆的铜箔进行电镀处理，在所述石墨烯包覆的铜箔表面上电镀沉积出一层铜，以制成镀铜处理石墨烯包覆铜箔；
11、s3：将多层步骤s2中制成的所述镀铜处理的石墨烯包覆铜箔放置进热压腔室内，设定适当的热压温度和压强，利用叠层热压法对镀铜处理的石墨烯包覆铜箔进行热压成形，以得到高导电石墨烯铜复合材料。
12、本发明的进一步设置为：步骤s1中石墨烯包覆铜箔厚度为10-100μm。
13、本发明的进一步设置为：步骤s2电镀工艺的阳极采用纯铜板，阴极采用钛板；步骤s2电镀工艺的电流密度为1-50a/dm2，电镀时间为0.5-30min；镀铜的厚度为1-1000nm，步骤s2中电镀温度为25-70℃；步骤s2中制成后的镀铜处理石墨烯包覆铜箔取出后真空密封保存。
14、本发明的进一步设置为：步骤s3中所述热压腔室内温度升温加热至600-1100℃，加热时间为20-100min，然后恒温保温20-100min，保温结束后冷却至室温，冷却时间为20-100min；所述热压腔室内的压强加压至20-120mpa，加压时间为20-100min，然后恒压20-100min，恒压结束后减压至0pa，减压时间为20-100min；所述热压腔室内维持真空或充入氩气进行保护。
15、本发明还提出了一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方案，其特征在于：包括有如下步骤：
16、s1：将石墨烯包覆的铜箔放置进热蒸镀腔室内；
17、s2：以铜颗粒或铜导线为铜源，对石墨烯包覆的铜箔进行蒸镀处理，在石墨烯包覆的铜箔表面蒸镀一层铜，制成镀铜处理的石墨烯包覆铜箔；
18、s3：将多层步骤s2中制成的所述镀铜处理的石墨烯包覆铜箔放置进热压腔室内，设定适当的热压温度和压强，利用叠层热压法对镀铜处理的石墨烯包覆铜箔进行热压成形，以得到高导电石墨烯铜复合材料。
19、本发明的进一步设置为：步骤s1中石墨烯包覆铜箔厚度为10-100μm。
20、本发明的进一步设置为：步骤s2蒸镀铜层的厚度为1-1000nm，蒸镀时间为0.5-50min；所述热蒸镀腔室内做真空处理，其真空度为1.0×10-3pa-1.0×10-4pa；步骤s2中制成后的镀铜处理石墨烯包覆铜箔取出后真空密封保存。
21、本发明的进一步设置为：步骤s3中所述热压腔室内温度升温加热至600-1100℃，加热时间为20-100min，然后恒温保温20-100min，保温结束后冷却至室温，冷却时间为20-100min；所述热压腔室内的压强加压至20-120mpa，加压时间为20-100min，然后恒压20-100min，恒压结束后减压至0pa，减压时间为20-100min；所述热压腔室内维持真空或充入氩气进行保护。
22、本发明的有益效果为：
23、1、通过磁控溅射、热处理、叠层热压等步骤，能够制备出接近全致密、石墨烯铜界面结合良好、超高导电性能的石墨烯铜复合材料，并且该方法可控性好，易于规模化生产。
24、2、通过电镀、热处理、叠层热压等步骤，能够制备出接近全致密、石墨烯铜界面结合良好、超高导电性能的石墨烯铜复合材料，并且该方法可控性好，易于规模化生产。
25、3、通过热蒸镀、热处理，叠层热压等步骤，能够制备出接近全致密、石墨烯铜界面结合良好、超高导电性能的石墨烯铜复合材料，并且该方法可控性好，易于规模化生产。
1.一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：包括有如下步骤：
2.根据权利要求1所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中石墨烯包覆铜箔厚度为10-100μm。
3.根据权利要求1所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s2中磁控溅射铜的厚度为1-1000nm，磁控溅射时间0.5-60min；所述磁控溅射腔室内做真空处理，其真空度为2.0×10-3pa-1.0×10-4pa；步骤s2中制成后的镀铜处理石墨烯包覆铜箔取出后真空密封保存。
4.根据权利要求1所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述热压腔室内温度升温加热至600-1100℃，加热时间为20-100min，然后恒温保温20-100min，保温结束后冷却至室温，冷却时间为20-100min；所述热压腔室内的压强加压至20-120mpa，加压时间为20-100min，然后恒压20-100min，恒压结束后减压至0pa，减压时间为20-100min；所述热压腔室内维持真空或充入氩气进行保护。
5.一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方案，其特征在于：包括有如下步骤：
6.根据权利要求5所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中石墨烯包覆铜箔厚度为10-100μm。
7.根据权利要求5所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s2电镀工艺的阳极采用纯铜板，阴极采用钛板；步骤s2电镀工艺的电流密度为1-50a/dm2，电镀时间为0.5-30min；步骤s2中电镀温度为25-70℃，镀铜的厚度为1-1000nm；步骤s2中制成后的镀铜处理石墨烯包覆铜箔取出后真空密封保存。
8.根据权利要求5所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述热压腔室内温度升温加热至600-1100℃，加热时间为20-100min，然后恒温保温20-100min，保温结束后冷却至室温，冷却时间为20-100min；所述热压腔室内的压强加压至20-120mpa，加压时间为20-100min，然后恒压20-100min，恒压结束后减压至0pa，减压时间为20-100min；所述热压腔室内维持真空或充入氩气进行保护。
9.一种高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：包括有如下步骤：
10.根据权利要求9所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中石墨烯包覆铜箔厚度为10-100μm。
11.根据权利要求9所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s2蒸镀铜层的厚度为1-1000nm，蒸镀时间为0.5-50min；所述热蒸镀腔室内做真空处理，其真空度为1.0×10-3pa-1.0×10-4pa；步骤s2中制成后的镀铜处理石墨烯包覆铜箔取出后真空密封保存。
12.根据权利要求9所述的高导电石墨烯铜复合材料的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述热压腔室内温度升温加热至600-1100℃，加热时间为20-100min，然后恒温保温20-100min，保温结束后冷却至室温，冷却时间为20-100min；所述热压腔室内的压强加压至20-120mpa，加压时间为20-100min，然后恒压20-100min，恒压结束后减压至0pa，减压时间为20-100min；所述热压腔室内维持真空或充入氩气进行保护。
