借助計算機輔助設計并根據分層制造疊加原理，用激光選區熔化成形(Selective Laser Melting，SLM)技術可將固體粉末材料成形為三維實體零件[1]
用化學氣相沉積法(CVD)制備石墨烯，有技術成熟、成形件復雜度、致密度和精度高等優點
Cu和Ni均為用化學氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition, CVD)制備石墨烯的基底材料[2]，基底金屬的種類、晶粒尺寸、晶粒取向和表面粗糙度，都對石墨烯薄膜的微觀結構和性能有較大的影響[3]
金屬晶界的不穩定狀態使石墨烯的缺陷增多，因此增大晶粒尺寸可提高石墨烯薄膜的質量[4]；Hsieh等的研究結果表明，催化劑表面粗糙度的增大使石墨烯薄膜的缺陷增加[5]；Robinson等發現，由于碳在高溫下的溶解度不同，Cu基底通常用于制備單層石墨烯薄膜，而使用Ni基底可制備多層石墨烯薄膜[6]
石墨烯層的厚度是對其性能影響較大的因素之一，因此研究Ni-Cu合金CVD法生長石墨烯以調控石墨烯的層厚和質量有重要的意義
與傳統的金屬材料制備方法相比，SLM成形的特點是金屬材料在高速激光作用下快速熔融和冷卻，有很大的溫度梯度(106 K/m)和極高的冷卻速率(103~1011 K/s)[7]
在這種異常的成形條件下制備的合金基底，其微觀組織、織構、表面質量均與現有的合金基底材料不同
而這種結構變化對CVD法生長石墨烯的質量和性能有很大的影響
同時，用SLM技術能按照設計制備任意形狀的金屬基底，用CVD法在其表面生長石墨烯能使石墨烯按照設計排列，從而提高石墨烯復合材料的性能
本文用機械法將Ni和Cu金屬粉末混合，用SLM成形制備Ni75Cu25合金材料，然后將其作為基底用CVD法生長石墨烯，研究Ni-Cu合金/石墨烯復合材料的導熱性能
1 實驗方法1.1 Ni-Cu合金/石墨烯復合材料的制備
實驗中使用的球形金屬粉末，是用氣體霧化法制備的
Ni粉和Cu粉的平均粒徑為50 μm
用CVD法生長石墨烯所用氣體CH4、H2、Ar氣的純度為99.999%
將原子比為3:1、粒度為200~400目的Ni、Cu金屬粉末機械混合24 h，然后真空干燥10 h，使其具有較好的流動性以滿足SLM成形要求
使用HK M125型SLM設備進行Ni-Cu合金的成形實驗，使用的光纖激光器最大功率為500 W，激光波長和光束
聲明：
“基于激光選區熔化成形Ni-Cu合金模板的Ni-Cu-石墨烯復合材料的制備” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：劉主峰,黃耀東,楊瀟,賀媛婧,李昭青,閆春澤
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2025年08月05日 ~ 07日 
