石墨烯化学镀铜及其对石墨烯/铜基复合材料组织性能的影响 Study of electroless plating Cu by reduced graphene oxide and the effects on the microstructures and properties of RGO/Cu composites

以还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,RGO)和CuSO_4·5H_2O为主要原料,通过化学镀法得到铜包覆RGO复合粉体,再与铜粉混合得到含有不同质量分数RGO(0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)的RGO/Cu粉末混合料,经压制及烧结得到RGO/Cu复合材料。通过X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱仪(Raman spectroscopy,RS)和场发射扫描电镜(field emission scanning electron microscope,FESEM)等对RGO/Cu复合材料的微观组织和相关性能进行测试分析,并与由未镀铜处理的RGO所制备的RGO/Cu复合材料的组织性能进行对比。结果表明,经化学镀处理的RGO在RGO/Cu复合材料中分布较均匀,而未镀铜处理的RGO在基体中发生明显的团聚。RGO/Cu复合材料的导电导热性随石墨烯加入量的增加有所下降,但石墨烯的加入可有效提高RGO/Cu复合材料的力学性能,且由镀铜RGO所制备的RGO/Cu复合材料的性能要优于由未处理RGO所制备的RGO/Cu复合材料的性能。此外,RGO加入量对复合材料性能也有明显影响,当添加RGO质量分数为0.4%时,由镀铜RGO所制备的RGO/Cu复合材料的综合性能达到最好,其电导率达95.01%IACS,热导率达415.5W·(m·K)-1,而压缩屈服强度和抗拉强度分别为156.73 MPa和268.62 MPa,较相同工艺条件制备的纯铜的屈服强度(75 MPa)和抗拉强度(234.64 MPa)提升了109%和14.48%。