石墨烯金属基复合材料研究进展

马 瑜，丁古巧,2

（1. 上海新池能源科技有限公司,上海 201800；2. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050）

石墨烯专栏

石墨烯金属基复合材料研究进展

马 瑜1，丁古巧1,2

（1. 上海新池能源科技有限公司,上海 201800；2. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海 200050）

石墨烯因为其极高的导电导热性能和优异的力学性能被认为是理想的金属基复合材料增强体。本文从导电性、导热性、力学性能等方面介绍了近年来石墨烯增强金属基复合材料的研究进展，概述了产业化进程，分析总结了石墨烯金属基复合材料产品研发中的主要难点，并对石墨烯金属基复合材料的应用前景作了展望。

石墨烯；复合材料；综述；导电性；导热性；产业化

石墨烯材料具有多种优异的性能，引发了国内外对石墨烯材料研究的热潮。它既是最薄的材料(厚度约为0.34 nm)，也是最硬的材料。热导率高达5150 W/(m·K)，是室温下钻石的3倍。其载流子迁移率达15 000 cm2/(V·s)，是目前世上电阻率最小的材料[1-3]。石墨烯自被发现以来，因为其极高的导电导热性能和优异的力学性能被认为是理想的金属基复合材料增强体[4-5]。因此，充分发挥石墨烯材料的优势，制备出高性能的金属基石墨烯复合材料有可能带来金属基复合材料的突破[6-7]。

制备石墨烯金属基复合材料并不容易，石墨烯与金属元素之间的润湿性差，结合力弱，分散性不好。石墨烯与大多数金属的(111)表面更容易结合形成稳定的界面，其中与Co、Ni、Ti和Pd之间的界面属于化学吸附，结合能较高，每个碳原子的结合力E约0.1 eV，与Ag、Cu、Pt、Al、Au之间的界面属于物理吸附，结合能较低，每个碳原子的结合力E≤0.04 eV[8-9]。……