借助计算机辅助设计并根据分层制造叠加原理，用激光选区熔化成形(Selective Laser Melting，SLM)技术可将固体粉末材料成形为三维实体零件[1]
用化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯，有技术成熟、成形件复杂度、致密度和精度高等优点
Cu和Ni均为用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)制备石墨烯的基底材料[2]，基底金属的种类、晶粒尺寸、晶粒取向和表面粗糙度，都对石墨烯薄膜的微观结构和性能有较大的影响[3]
金属晶界的不稳定状态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质量[4]；Hsieh等的研究结果表明，催化剂表面粗糙度的增大使石墨烯薄膜的缺陷增加[5]；Robinson等发现，由于碳在高温下的溶解度不同，Cu基底通常用于制备单层石墨烯薄膜，而使用Ni基底可制备多层石墨烯薄膜[6]
石墨烯层的厚度是对其性能影响较大的因素之一，因此研究Ni-Cu合金CVD法生长石墨烯以调控石墨烯的层厚和质量有重要的意义
与传统的金属材料制备方法相比，SLM成形的特点是金属材料在高速激光作用下快速熔融和冷却，有很大的温度梯度(106 K/m)和极高的冷却速率(103~1011 K/s)[7]
在这种异常的成形条件下制备的合金基底，其微观组织、织构、表面质量均与现有的合金基底材料不同
而这种结构变化对CVD法生长石墨烯的质量和性能有很大的影响
同时，用SLM技术能按照设计制备任意形状的金属基底，用CVD法在其表面生长石墨烯能使石墨烯按照设计排列，从而提高石墨烯复合材料的性能
本文用机械法将Ni和Cu金属粉末混合，用SLM成形制备Ni75Cu25合金材料，然后将其作为基底用CVD法生长石墨烯，研究Ni-Cu合金/石墨烯复合材料的导热性能
1 实验方法1.1 Ni-Cu合金/石墨烯复合材料的制备
实验中使用的球形金属粉末，是用气体雾化法制备的
Ni粉和Cu粉的平均粒径为50 μm
用CVD法生长石墨烯所用气体CH4、H2、Ar气的纯度为99.999%
将原子比为3:1、粒度为200~400目的Ni、Cu金属粉末机械混合24 h，然后真空干燥10 h，使其具有较好的流动性以满足SLM成形要求
使用HK M125型SLM设备进行Ni-Cu合金的成形实验，使用的光纤激光器最大功率为500 W，激光波长和光束
声明：
“基于激光选区熔化成形Ni-Cu合金模板的Ni-Cu-石墨烯复合材料的制备” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：刘主峰,黄耀东,杨潇,贺媛婧,李昭青,闫春泽
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2025年05月23日 ~ 25日 
