技术特征：
1.一种石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一散热陶瓷基底；通入碳源，并在所述散热陶瓷基底上进行等离子体化学气相沉积反应生长石墨烯层；其中，所述石墨烯层为垂直取向。2.根据权利要求1所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，等离子体化学气相沉积反应温度介于500℃～700℃，反应时间介于1h～6h。3.根据权利要求2所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述反应温度为600℃，所述反应时间为4h。4.根据权利要求1所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，在所述提供一散热陶瓷基底之前，还包括：对所述散热陶瓷基底进行超声波清洗和干燥处理。5.根据权利要求1所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述散热陶瓷基底为氧化铝、氮化铝、碳化硅中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳源为碳氢化合物前驱体。7.根据权利要求6所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳氢化合物前驱体包括乙炔。8.根据权利要求1所述的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法，其特征在于，在等离子体化学气相沉积反应生长之前，还包括：对反应腔室抽低压，以使反应腔室内的真空度小于等于7pa。9.一种石墨烯-陶瓷复合材料，其特征在于，由权利要求1至8任一项的石墨烯-陶瓷复合材料的制备方法制备而成。10.根据权利要求9所述的石墨烯-陶瓷复合材料，其特征在于，所述石墨烯-陶瓷复合材料的石墨烯层包括多个三维石墨烯纳米片，每个所述三维石墨烯纳米片的高度介于40nm～1000nm，所述三维石墨烯纳米片与所述石墨烯-陶瓷复合材料的散热陶瓷基底的夹角介于60
°
～90
°
。11.一种基于石墨烯-陶瓷复合材料的散热器组件，其特征在于，包括至少两个如权利要求9或10所述的石墨烯-陶瓷复合材料；至少两个所述石墨烯-陶瓷复合材料层叠设置以形成石墨烯/陶瓷交替的三明治层状结构。12.一种换能器，其特征在于，包括至少两个压电陶瓷片以及设于两个相邻所述压电陶瓷片之间的一个或多个散热器组件，所述散热器组件如权利要求11所述的散热器组件。
技术总结
本发明提供一种石墨烯-陶瓷复合材料及其制备方法和应用，制备方法包括：提供一散热陶瓷基底；通入碳源，并在散热陶瓷基底上进行等离子体化学气相沉积反应生长石墨烯层；其中，石墨烯层为垂直取向。在等离子体化学气相沉积体系中，通过等离子体作用下引入气态碳源，可克服在无催化能力的陶瓷基底表面，仅能通过高温来提供前驱体裂解所需能量的壁垒，实现散热陶瓷基底上生长石墨烯，以获得同时具有良好的热导能力和散热能力的石墨烯-陶瓷复合材料。所制备的石墨烯具有独特的三维结构，有助于水平和垂直两个方向上热量的传递。本发明的制备方法可实现三维石墨烯在陶瓷基底上直接快速均匀生长，无需转移工艺，避免了样品污染及褶皱等情况。皱等情况。皱等情况。
技术研发人员：刘忠范 单俊杰 张艳锋
受保护的技术使用者：北京大学
技术研发日：2020.03.30
技术公布日：2021/10/7