石墨烯超级铜

石墨烯超级铜（又称“超级铜”）是一种以铜为基体、石墨烯为增强相的高性能复合材料。其核心优势在于结合了铜的高导电性（理论电导率58 MS/m）和石墨烯的超高载流子迁移率（理论电导率100 MS/m），形成协同效应。这种材料的导电率可达116-118% IACS（国际退火铜标准），比纯铜高16%，甚至超过银的导电性7.5-10%，是目前室温下导电性能最优的金属材料。

石墨烯超级铜的导电率可达116% IACS，比银的导电性高出7.5%以上，是目前室温条件下检测到的导电率最高的金属导电材料；导热率最高可达440W/mK，显著优于纯铜；石墨烯超级铜兼具石墨烯的高强度和铜的机械性能，其强度接近纯铜，且在高温环境下表现出更高的稳定性；超级铜还具有优良的电磁屏蔽性能、柔韧性以及抗磨损性；在高频电流和高温环境下，超级铜的性能优于纯铜，能够有效减少热损耗和电流损耗。

石墨烯超级铜结合了石墨烯的优异导电性和导热性以及铜的机械性能，是一种在电力传输、新能源汽车、电子通讯、轨道交通等领域具有广泛应用前景的高性能材料。

在石墨烯超级铜的制备方法中，化学气相沉积（CVD）技术是制备石墨烯铜基复合材料的主流方法，通过在铜衬底上生长高质量的石墨烯薄膜，再结合热压工艺形成复合材料。另一种重要的方法是粉末冶金法，即将氧化石墨烯与铜粉混合后进行烧结和热轧处理。例如，西安理工大学的研究团队通过两次烧结和热轧制备了石墨烯铜复合材料，该方法简单易行，适合大规模生产。

目前，石墨烯超级铜已实现小批量生产，并在电机领域取得显著应用进展。例如，中车工业研究院开发的石墨烯超级铜线缆可提升电机性能7%-8%，并已启动年产300吨的中试线建设。在电机应用中，石墨烯超级铜被用于轨道交通牵引电机和新能源汽车电机，显著降低了温升和功率损耗。宁波柔碳科技有限公司等企业联合北京石墨烯技术研究院有限公司，推动石墨烯超级铜在电机领域的产业化应用，并已获得多项专利授权。

石墨烯超级铜作为“金属材料革命”的代表，其产业化将重塑电力、交通、电子等行业的材料体系。随着中试验证完成和量产技术突破，该材料有望在2030年前形成千亿级市场规模，成为实现“双碳”目标的关键技术支撑。

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