本發明屬于高效熱管理材料，尤其涉及一種銅基石墨烯復合材料及其制備方法與應用。
背景技術：
1、隨著5g通信芯片、高算力處理器等電子器件向高功率密度與微型化發展，其熱流密度呈指數增長，對傳統熱管理材料提出了巨大的挑戰。銅因其各向同性的高導熱性（~387w·m-1·k-1）和良好的可加工性，成為廣泛使用的傳熱材料基體。石墨烯的熱導率超過5000w·m-1·k-1，是目前已知的熱導率最高材料之一。因此，石墨烯與銅的組合被認為是熱管理應用的理想選擇，成為當前研究的熱點。
2、有研究通過電沉積、超聲噴涂和退火熱處理制備氧化石墨烯-銅層復合薄膜，并通過界面引入cu-o-c共價鍵及鎳銀過渡層，提高了熱導率。然而，石墨烯的團聚現象及其與大多數金屬的潤濕性差，導致難以實現良好的碳納米顆粒分散，這一直是碳納米顆粒增強金屬基復合材料的研究重點。
技術實現思路
1、有鑒于此，本發明的目的在于提供一種銅基石墨烯復合材料及其制備方法與應用，該復合材料具有優異導熱性能。
2、本發明提供了一種銅基石墨烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
3、采用磁控濺射分別在離子清洗后的石墨烯紙的兩面鍍銅膜，得到cu-gp；
4、在cu-gp的兩側各放置銅箔，真空熱壓，得到銅基石墨烯復合材料。
5、優選地，所述磁控濺射采用的條件：
6、磁控濺射的功率為200±50w，氬氣的流量為18~22sccm，真空度小于1pa。
7、優選地，所述真空熱壓的溫度為650±10℃，壓力為40±5mpa，時間為5~25min。
8、優選地，銅膜的輪廓算術平均粗糙度為35~38nm。
9、優選地，離子清洗采用的條件：電流38~42ma，氬氣流量為18~22sccm，真空度小于1pa，離子清洗的時間為18~22min。
10、優選地，銅基石墨烯復合材料中石墨烯紙的體積占比為16.7~66.7%。
11、優選地，銅基石墨烯復合材料中單層銅膜的厚度為1.5±0.5μm；
12、單層銅箔的厚度為0.01~0.1mm。
13、本發明提供了一種銅基石墨烯復合材料，由上述技術方案所述制備方法制得；
14、所述銅基石墨烯復合材料為三明治結構，包括依次設置的銅箔/鍍膜石墨烯紙/銅箔。
15、優選地，所述銅基石墨烯復合材料為疊加三明治結構。
16、優選地，所述銅基石墨烯復合材料的面內熱導率達到806?w·m-1·k-1，面間熱導率為8.2?w·m-1·k-1。
17、本發明提供了一種上述技術方案所述制備方法制備的銅基石墨烯復合材料在高功率密度電子器件、5g通信芯片或高算力處理器快速散熱中的應用。
18、本發明提供了一種銅基石墨烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：采用磁控濺射分別在離子清洗后的石墨烯紙的兩面鍍銅膜，得到cu-gp；在cu-gp的兩側各放置銅箔，真空熱壓，得到銅基石墨烯復合材料。該方法通過磁控濺射沉積和真空熱壓技術，使制得的復合材料具有優異的面內熱導率和面間熱導率；還具有熱響應性和優異力學性能，如韌性、斷裂強度等。本發明制備的復合材料中石墨烯紙的體積比為66.7%時，復合材料的面內熱導率（kll）達到805.8?w·m-1·k-1，較純銅提升118.6%，其面間熱導率（k⊥）為8.17?w·m-1·k-1；cu/gp-66.7%的韌性達到6.45?mj/m3，較原始gp提升9倍，接近純銅箔，極大地提升了石墨烯紙的力學強度。與純銅箔相比，相同厚度的cu/gp-66.7%復合材料在80℃加熱臺上，表面溫度在4秒內從16.1℃升至71.7℃，并能在8秒內降至室溫，展現出優異的傳熱性能，具有很高的實際應用價值。
1.一種銅基石墨烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磁控濺射采用的條件：
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，銅膜的輪廓算術平均粗糙度為35~38nm。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，離子清洗采用的條件：電流38~42ma，氬氣流量為18~22sccm，真空度小于1pa，離子清洗的時間為18~22min。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，銅基石墨烯復合材料中石墨烯紙的體積占比為16.7~66.7%。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，銅基石墨烯復合材料中單層銅膜的厚度為1.5±0.5μm；
7.一種銅基石墨烯復合材料，由權利要求1~6任一項所述制備方法制得；
8.根據權利要求7所述的銅基石墨烯復合材料，其特征在于，所述銅基石墨烯復合材料為疊加三明治結構。
9.根據權利要求7所述的銅基石墨烯復合材料，其特征在于，所述銅基石墨烯復合材料的面內熱導率達到806?w·m-1·k-1，面間熱導率為8.2?w·m-1·k-1。
10.一種權利要求1~6任一項所述制備方法制備的銅基石墨烯復合材料在高功率密度電子器件、5g通信芯片或高算力處理器快速散熱中的應用。