石墨烯超級(jí)銅（又稱“超級(jí)銅”）是一種以銅為基體、石墨烯為增強(qiáng)相的高性能復(fù)合材料。其核心優(yōu)勢(shì)在于結(jié)合了銅的高導(dǎo)電性（理論電導(dǎo)率58 MS/m）和石墨烯的超高載流子遷移率（理論電導(dǎo)率100 MS/m），形成協(xié)同效應(yīng)。這種材料的導(dǎo)電率可達(dá)116-118% IACS（國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)），比純銅高16%，甚至超過(guò)銀的導(dǎo)電性7.5-10%，是目前室溫下導(dǎo)電性能最優(yōu)的金屬材料。

石墨烯超級(jí)銅的導(dǎo)電率可達(dá)116% IACS，比銀的導(dǎo)電性高出7.5%以上，是目前室溫條件下檢測(cè)到的導(dǎo)電率最高的金屬導(dǎo)電材料；導(dǎo)熱率最高可達(dá)440W/mK，顯著優(yōu)于純銅；石墨烯超級(jí)銅兼具石墨烯的高強(qiáng)度和銅的機(jī)械性能，其強(qiáng)度接近純銅，且在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性；超級(jí)銅還具有優(yōu)良的電磁屏蔽性能、柔韌性以及抗磨損性；在高頻電流和高溫環(huán)境下，超級(jí)銅的性能優(yōu)于純銅，能夠有效減少熱損耗和電流損耗。

石墨烯超級(jí)銅結(jié)合了石墨烯的優(yōu)異導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性以及銅的機(jī)械性能，是一種在電力傳輸、新能源汽車、電子通訊、軌道交通等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景的高性能材料。

在石墨烯超級(jí)銅的制備方法中，化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)是制備石墨烯銅基復(fù)合材料的主流方法，通過(guò)在銅襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量的石墨烯薄膜，再結(jié)合熱壓工藝形成復(fù)合材料。另一種重要的方法是粉末冶金法，即將氧化石墨烯與銅粉混合后進(jìn)行燒結(jié)和熱軋?zhí)幚?。例如，西安理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩次燒結(jié)和熱軋制備了石墨烯銅復(fù)合材料，該方法簡(jiǎn)單易行，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

目前，石墨烯超級(jí)銅已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，并在電機(jī)領(lǐng)域取得顯著應(yīng)用進(jìn)展。例如，中車工業(yè)研究院開(kāi)發(fā)的石墨烯超級(jí)銅線纜可提升電機(jī)性能7%-8%，并已啟動(dòng)年產(chǎn)300噸的中試線建設(shè)。在電機(jī)應(yīng)用中，石墨烯超級(jí)銅被用于軌道交通牽引電機(jī)和新能源汽車電機(jī)，顯著降低了溫升和功率損耗。寧波柔碳科技有限公司等企業(yè)聯(lián)合北京石墨烯技術(shù)研究院有限公司，推動(dòng)石墨烯超級(jí)銅在電機(jī)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并已獲得多項(xiàng)專利授權(quán)。

石墨烯超級(jí)銅作為“金屬材料革命”的代表，其產(chǎn)業(yè)化將重塑電力、交通、電子等行業(yè)的材料體系。隨著中試驗(yàn)證完成和量產(chǎn)技術(shù)突破，該材料有望在2030年前形成千億級(jí)市場(chǎng)規(guī)模，成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)支撐。

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