銅具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,易加工切削成型,在電子電器、家居家電、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。但銅機(jī)械強(qiáng)度低、不耐磨和抗氧化性差,特別是高溫抗氧化性限制了銅的應(yīng)用。早期的研究主要在銅中加入合金相、顆粒和傳統(tǒng)的碳材料來(lái)提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和抗氧化性能,但常導(dǎo)致銅最重要的導(dǎo)電性能的降低。隨著04年石墨烯在實(shí)驗(yàn)室被發(fā)現(xiàn),接著證實(shí)其各方面性能都非常優(yōu)異,高強(qiáng)度(1100 GPa)、高導(dǎo)電(15000 cm2/(V·s))、高導(dǎo)熱(6000 W/(m·K))、大比表面積和高溫抗氧化性,是非常理想的銅的填料�，F(xiàn)有方法制備的復(fù)合材料能很大程度的提高復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度,但不能保留銅的高導(dǎo)電導(dǎo)熱性,其抗氧化性能的提高也僅限于薄膜。主要源于石墨烯在銅基體上很難均勻分散;銅和石墨烯沒(méi)有親和力,界面結(jié)合力弱�；瘜W(xué)氣相沉積能在銅箔上生長(zhǎng)高質(zhì)量的石墨烯,但生長(zhǎng)條件約為1000℃,而銅粉在高溫下非常容易粘接。論文通過(guò)引入分散劑使銅粉隔離,再通過(guò)CVD在1000℃生長(zhǎng)石墨烯,通過(guò)掃描電鏡、透射電鏡、粒度分析儀、拉曼光譜等對(duì)石墨烯進(jìn)行表征。由熱壓燒結(jié)成型,測(cè)試復(fù)合材料的密度、導(dǎo)電熱性能和機(jī)械強(qiáng)度。首次測(cè)試了石墨烯/銅塊...

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 課題背景與意義
    1.2 石墨烯的性能、制備及應(yīng)用
        1.2.1 石墨烯的簡(jiǎn)介及性質(zhì)
        1.2.2 石墨烯的制備方法
        1.2.3 石墨烯的表征
        1.2.4 石墨烯的廣泛應(yīng)用
    1.3 銅及傳統(tǒng)復(fù)合材料
        1.3.1 銅及合金
        1.3.2 顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料
        1.3.3 銅基碳復(fù)合材料
    1.4 石墨烯銅基復(fù)合材料
        1.4.1 石墨烯銅復(fù)合材料簡(jiǎn)介
        1.4.2 機(jī)械混合法
        1.4.3 分子級(jí)混合方法
        1.4.4 原位生長(zhǎng)法
        1.4.5 電化學(xué)沉積方法
    1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方案和表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案
    2.3 表征儀器及性能測(cè)試設(shè)備
        2.3.1 X射線粉末衍射儀
        2.3.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡
        2.3.3 微米激光粒徑儀
        2.3.4 高頻紅外碳硫分析儀
        2.3.5 共聚焦拉曼光譜儀
        2.3.6 X射線光電子能譜儀
        2.3.7 透射電子顯微鏡
        2.3.8 光學(xué)顯微鏡
        2.3.9 激光導(dǎo)熱儀
        2.3.10 數(shù)字便攜式渦流電導(dǎo)儀
        2.3.11 材料萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)
3 原位生長(zhǎng)法制備石墨烯銅粉
    3.1 復(fù)合粉體的制備
        3.1.1 分散劑與銅粉的均勻分散
        3.1.2 CVD法制備石墨烯銅粉
        3.1.3 分散劑的去除
    3.2 復(fù)合粉體的表征
        3.2.1 粒徑分析
        3.2.2 SEM分析
        3.2.3 TEM分析
        3.2.4 XRD分析
        3.2.5 拉曼光譜分析
        3.2.6 XPS分析
    3.3 本章小結(jié)
4 石墨烯/銅復(fù)合材料的制備和性能測(cè)試
    4.1 復(fù)合材料制備工藝的優(yōu)化
    4.2 復(fù)合材料的組織和形貌
    4.3 復(fù)合材料熱學(xué)性能
    4.4 復(fù)合材料電學(xué)性能
    4.5 復(fù)合材料機(jī)械性能
        4.5.1 拉伸曲線
        4.5.2 斷口形貌
    4.6 復(fù)合材料抗氧化性能
        4.6.1 接觸電阻測(cè)試設(shè)備及常溫下接觸電阻
        4.6.2 復(fù)合材料高溫接觸電阻性能
        4.6.3 體相抗氧化性測(cè)試
        4.6.4 機(jī)理解析
    4.7 本章小結(jié)
5 總結(jié)和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3744222