[發明專利]一種大尺寸單晶銅箔的制備方法

有效

• 申請號: 201710020397.4
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN107904654B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 徐小志;張智宏;吳慕鴻;俞大鵬;王恩哥;劉開輝
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C30B1/02
• 分類號: C30B1/02;C30B29/02;C22F1/08
• 代理公司: 11360 北京萬象新悅知識產權代理有限公司
• 代理人: 蘇愛華

本發明提供了一種大尺寸單晶銅箔的制備方法。所述方法為多晶銅箔作為原料，一端剪成尖端，利用特殊退火工藝制備出大尺寸單晶銅箔。本發明提出的方法，解決了單晶銅箔價格昂貴的問題，通過非常簡單的方法，實現了大尺寸單晶銅箔的制備。

技術領域

本發明涉及一種大尺寸單晶銅箔的制備方法。

背景技術

銅是與人類關系非常密切的有色金屬，由于它具有良好的導電性、導熱性、延伸性、耐腐蝕性，被廣泛地應用于電氣、輕工、機械制造、建筑工業、國防工業等領域，在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。銅是一種紅色金屬，同時也是一種綠色金屬。它熔點較低，容易再熔化、再冶煉，因而回收利用相當地便宜。

與多晶銅相比，單晶銅具有很多優點：1，由于沒有晶界，單晶銅的導電性會更好。2，由于沒有晶界，單晶銅的機械性能也會更好，可以防止實際加工生產中晶界上的斷裂。3，單晶銅更耐腐蝕，更抗氧化。4，單晶銅箔的柔韌性、硬度比多晶銅更高。

銅單晶是非常好的襯底材料，在表面科學、薄膜制備方面起到了越來越重要的作用，特別是近年銅上石墨烯的生長越發成熟，單晶銅箔對于提高石墨烯的質量具有重要作用。因此，如何提高單晶銅箔的尺寸是一個重要的科學問題。現在市場上的單晶銅箔價格昂貴，尺寸較小，越來越難滿足人們對單晶銅箔的需求，急需一種簡單、實惠的制備方法。

發明內容

本發明首次提出一種大尺寸單晶銅箔的制備方法，其特征在于，將多晶銅箔的一端形成為尖端，對多晶銅箔進行退火獲得單晶銅箔。所述單晶銅箔為Cu(111)、Cu(100)、Cu(110)、Cu(410)、Cu(311)等各種晶面的單晶銅箔。

一種大尺寸單晶銅箔，所述大尺寸單晶銅箔是由上述的方法所制備，所述大尺寸單晶銅箔的長度方向尺寸為0.1～50m。

本發明利用商業多晶銅箔作為原料，利用特殊的退火工藝制備出大尺寸單晶銅箔。本發明提出的方法，解決了單晶銅箔價格極為昂貴的問題，通過非常簡單的方法，實現了高質量大尺寸的單晶銅箔的制備。

本發明的優點在于：

1.本發明首次提出將銅箔一端剪成尖端退火的方法，實現大尺寸單晶銅箔的制備；

2.本發明選用商業上可以購買的多晶銅箔作為原料，不需要對銅箔進行復雜的表面預處理，就可以制備出大尺寸單晶銅箔，極大地降低制備成本；

3.本發明可以制備出Cu(111)、Cu(100)、Cu(110)、Cu(410)、Cu(311)等各種晶面的單晶銅箔。

4.本發明方法簡單、有效，成本低，有助于大尺寸單晶銅箔的實際應用及工業化生產。

附圖說明

圖1(a)為將多晶銅箔一端剪成尖端的光學圖；圖1(b)為多晶銅箔退火后得到的銅箔的X射線衍射(XRD)結果。

圖2為制備的單晶Cu(111)銅箔的背散射電子衍射(EBSD)結果。

圖3為制備的單晶Cu(100)銅箔的EBSD結果。

圖4為制備的多晶銅箔的XRD結果。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明，所述原材料如無特別說明均能從公開商業途徑而得。

實施例一：一種對多晶銅退火制備出單晶銅箔的方法，包括如下步驟：

(一)、將所述多晶銅箔一端剪成尖端平置于耐高溫襯底上，連接傳動裝置，放入化學氣相沉積設備中，通入惰性氣體，惰性氣體流量為300～500sccm，然后開始升溫，所述的惰性氣體為N₂或Ar；