Nature Communications：基于粉末冶金的三维石墨烯网络强化铜基复合材料的策略
Nanoyu
三维石墨烯网络是一种有望改善增强聚合物和陶瓷基复合材料的机械性能和功能性能的结构。然而，由于在碳/金属体系中通常不利于润湿的原因，直接施加在金属基体中仍然困难。
有鉴于此，天津大学何春年教授，华中科技大学朱福龙教授报道了一种基于粉末冶金的策略，用于制备用于高性能先进结构材料的3D石墨烯状纳米片网络/铜（3DGLNN/Cu）复合材料，其中涉及在铜粉上石墨烯状纳米片的常压快速热退火（RTA）生长（GLNs）以及随后的反应性热压过程。
文章要点
1）在热压过程中，由于GLN和Cu之间的热膨胀系数（CTE）-不匹配相关的热应力，直接焊接在Cu粉末上生长的GLN，从而在复合材料中构建3D互连石墨烯网络。在构建的复合材料中，3D-GLNN的高度互连特征不仅赋予其比2D隔离石墨烯更大的界面剪切应力，以实现更好的载荷传递增强能力和显著更高的增强效率，而且大大减少了电子在界面区域的散射，并在整个基体上构建了广泛的导电高速通道，以进行电子传输。
2）实验结果表明，3D-GLNN/Cu复合材料同时具有优越的机械性能，导电性和导热性，有潜力用于许多特殊应用，例如轻型宏观导体和电子产品中的散热器。此外，这种在粉末固结过程中将石墨烯焊接成连续网络结构的可行和可扩展的概念，可以为设计金属基复合材料中由2D构建块构成的3D网络结构提供新的途径，而不受当前使用的熔融金属加工方法的普遍限制。
Zhang, X., Xu, Y., Wang, M. et al. A powder-metallurgy-based strategy toward three-dimensional graphene-like network for reinforcing copper matrix composites. Nat Commun 11, 2775 (2020)
DOI：10.1038/s41467-020-16490-4
https://doi.org/10.1038/s41467-020-16490-4