宁波石墨烯创新中心专利：一种石墨烯铜复合材料的制备方法及石墨烯铜复合材料

宁波石墨烯创新中心有限公司近期公开了一项石墨烯铜复合材料的制备新技术（申请公布号 CN 121043483 A），为解决传统工艺中高导电性与低热压压力难以兼顾的问题提供了有效方案。

该制备方法核心在于控制石墨烯在铜箔表面的局部生长，先通过化学气相沉积法，在通入甲烷、氢气作为生长气体，氩气和 / 或氮气作为稀释气体的环境中，让铜箔仅部分表面生长石墨烯，形成石墨烯铜片材。其中，甲烷流量控制在 10sccm-2000sccm，氢气流量为 10sccm-2000sccm，稀释气体流量不超过 2000sccm，最优比例下甲烷与氢气流量比为 1:2-4:5，生长气体与稀释气体流量比为 1:10-27:20。所使用的铜箔厚度为 4.5μm-150μm，生长的石墨烯晶畴层数为 1 层 – 6 层。

随后将 2 层 – 200 层石墨烯铜片材依次层叠，确保相邻片材的部分铜箔直接接触，再在 30MPa-50MPa 的压力、600℃-1050℃的温度、0.1Pa-0.001Pa 的真空度条件下热压 10min-240min，使片材实现冶金结合。

实验数据显示，采用该方法制备的复合材料导电性能优异。例如，以 25μm 厚铜箔制备的样品电导率达 110% IASC，7μm 厚铜箔样品电导率最高可达 112% IASC，均与传统工艺（热压压力 120MPa）制备的产品（108% IASC）相当。而传统工艺若将热压压力降至 30MPa，电导率会降至 104% IASC，显著低于该新技术的成果。这项技术通过简化流程、降低热压压力，既避免了石墨烯因高压受损，又保证了材料的导电性能，为石墨烯铜复合材料的工业化生产提供了更经济高效的路径。