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石墨烯具有良好的力学、热学、光学及电学性能等,在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有广阔的应用前景。目前,制备石墨烯的方法有机械剥离法、化学气相沉积法(CVD)、氧化还原法等。其中,以压延铜箔为衬底的化学气相沉积法制备的石墨烯具有面积大、质量高、层数可控及成本低等优点。但是,化学气相沉积法制备的石墨烯依附于压延铜箔表面生长,石墨烯形貌完全复制铜箔表面结构,且压延铜箔的表面缺陷、晶界等会促进石墨烯的形核,对石墨烯的沉积、生长产生不利影响。为了获得高质量的大面积单层石墨烯,要求压延铜箔具有良好的表面形貌、较低的缺陷密度及较大的晶粒尺寸。而压延铜箔生产工艺中的热处理工艺、氧含量及变形率等因素都会对铜箔的表面质量及再结晶晶粒生长产生影响。本文通过金相组织观察、扫描电镜、EDS能谱分析、拉伸及硬度测定等分析手段,研究了热处理工艺、氧含量及变形率对石墨烯用压延铜箔表面质量及再结晶行为的影响,优化了石墨烯用压延铜箔的生产工艺。主要研究内容与结果如下:(1)研究了预退火和高温退火对压延铜箔表面质量、组织性能及晶粒生长的影响。结果表明,随压延铜箔预退火处理温度的升高,压延铜箔表面逐渐发生氧化,表面粗糙度先保持不变,后逐渐增加;同时,预退火处理温度还影响铜箔在后续高温退火中的晶粒生长,随预退火温度的增加,高温退火晶粒尺寸先逐渐增加,后基本保持不变;石墨烯用压延铜箔的最佳预退火处理温度为铜箔的再结晶温度;在高温退火过程中,随高温退火温度的增加,晶粒尺寸逐渐增加,当退火温度超过1050℃时,铜箔表面出现较多点坑;随高温退火保温时间的增加,铜箔晶粒尺寸先逐渐增加,后基本保持不变,保温时间过长会使铜箔表面出现较多点状颗粒;石墨烯用压延铜箔高温退火的最佳温度为1000℃,最佳保温时间为40 min。(2)研究了氧含量对压延铜箔的影响。结果表明,随压延铜箔中氧含量的增加,铜箔中逐渐出现含氧第二相颗粒,会在铜箔表面形成少量划痕,但对铜箔表面粗糙度影响不大;当氧含量由10ppm增加到50ppm时,再结晶温度由245℃降低至160℃。当氧含量在50~130ppm范围内增加时,再结晶温度基本保持不变;氧含量对预退火过程中再结晶形核率的影响较小,高温退火后晶粒尺寸基本不变;石墨烯用压延铜箔的最佳氧含量为50ppm。(3)研究了变形率对压延铜箔的影响。结果表明,随压延铜箔变形率的增加,铜箔表面沟谷相间的压痕逐渐消失,油坑压痕密度增加,表面粗糙度先降低,后升高;随变形率的增加,压延铜箔的再结晶温度逐渐由175℃降低至120℃;经高温退火处理后,压延铜箔的晶粒尺寸随变形率的增加而减小;石墨烯用压延铜箔的最佳变形率为67%。