用于高功率密度电机的新型高性能铜/石墨烯复合导体研究

原位制备铜/锗复合材料

由Tingting Zuo领导的这项研究基于原位生长的思想，通过真空热压烧结制备了一系列具有改进界面的铜/锗复合材料。 结合冷拔和热处理工艺，获得了在室温和高温下都具有极高的强度和导电性能的复合线材。 线材的电阻温度系数（TCR）大幅降低至 0.0035/°C，这使得线材在较高温度下表现出较低的电阻率。

应对实现高能效电动汽车电机的挑战

由于固有特性，铜的电导率在过去 100 年中仅提高了 3%，铜线在高温下难以保持高强度，电导率大幅下降。 因此，开发新型高性能铜线是提高电机性能、实现电动汽车高能效的重要途径。 Tingting Zuo分享道：”原位生长法可以避免碳纳米材料的团聚，在界面形成稀土氧化物或碳化物可以有效改善界面结合。 将上述方法与可行的塑性加工有效结合，可以制备出高质量的铜/石墨烯复合材料线。

从铜/石墨烯高温复合材料到高功率密度电机

这项研究的目标在高于 100 °C 的温度下显示出良好的应用优势。 它为制备铜/石墨烯高温复合材料开辟了一条新途径。 它为大规模生产用于高功率密度电机绕组线的高性能铜/石墨烯复合导体提供了合适的方法。

展望未来： 开发在室温和高温下都具有极高强度和导电性的复合线材

展望未来，上海电力大学和中国科学院电工研究所的研究团队计划进一步改进铜-碳键合界面，使碳纳米材料能够充分利用其在基底上的电流传递和强化效应，从而实现在室温和高温下都具有极高强度和导电性能的复合导线。 “我们的下一个目标是优化工艺参数，合理设计实验，同时解决石墨烯在铜中的聚集和界面结合问题。

这种原位生长技术有助于实现铜/石墨烯线在电机绕组中的应用。 随着研究人员对这一技术的不断完善，我们可以开发出高强度、高导电性和高温复合材料，从而实现高功率密度电机的大规模生产。