石墨烯/铜基电接触材料的制备及其性能研究

碳铜复合材料具有较高的导电、导热以及良好的减摩抗磨性能，广泛用于电接触材料。目前，有关石墨烯/铜基复合材料的研究未见报道。本项目拟以石墨烯/铜基复合材料为研究对象，以"制备方法-微观结构-力学、电、热性能-减摩抗磨性能"之间的联系为研究思路，系统研究石墨烯对石墨烯/铜基复合材料的力学、导电、导热、以及载流和非载流状态下摩擦学性能的影响，并阐明其内在机制，建立一种石墨烯/铜基复合材料的制备方法，为石墨烯/金属基复合材料的制备及其应用提供理论依据。通过系统研究，以期获得综合性能优异的石墨烯/铜基复合材料。

本研究以氧化石墨烯(GO)与CuSO4为原料共还原制备Graphene/Cu基复合材料，将Graphene/Cu复合材料添加到铜粉中利用球磨技术进一步复合。利用冷压技术和真空热压技术制备Cu/rGO复合电接触材料。采用FE-SEM，TEM，XRD，Raman，TG，FT-IR等手段研究材料结构和形成机理，利用载流摩擦磨损试验机、高速环块摩擦磨损试验机和四球摩擦磨损试验机考察材料的摩擦学性能。为高强高导电耐磨石墨烯/金属基复合材料的制备和形成机理提供理论支撑。.总结如下：(1) 以水合肼为还原剂原位还原GO与Cu2+制备Cu/GO复合材料和rGO/Cu复合材料。利用四球摩擦磨损试验机考察了GO/Cu和rGO/Cu复合材料作为润滑油添加剂的摩擦学行为，探讨了其摩擦学机理。(2)所制备rGO/Cu复合材料添加到铜粉中利用球磨技术进一步复合，冷压和真空热压制备目的产物，利用SEM、OM、XRD和Raman等手段研究其结构变化机理，利用载流摩擦磨损试验机和高速环块摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能。(3) 利用简易的燃烧法制备了石墨烯/半导体复合材料，发现材料的光催化性能大幅度提高。.基于基金资助，共发表SCI论文20篇，培养硕士研究生5人，联合培养博士研究生1人。