CN105127197A - 一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，工艺步骤为：（1）采用同步冷轧工艺对金属材料进行首次减薄；（2）金属薄带的打磨和清洗；（3）金属薄带表面涂覆石墨烯涂料；（4）将2~20片金属/石墨烯薄带上下表面紧密贴合；（5）多片金属/石墨烯薄带的同步冷轧；（6）多层金属/石墨烯复合薄板的同步冷轧或者异步冷轧；（7）多层金属/石墨烯复合薄带的异步冷轧；（8）多层金属-石墨烯金属复合薄带的负辊缝异步冷轧，得到极薄带。本发明方法可使石墨烯与金属达到原子级的结合，制备过程对生产设备要求较低，并节约生产能源和减少二氧化碳的排放，易于实现厚度1~4μm多层金属/石墨烯复合极薄带的批量生产。
Description
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法。
背景技术
石墨烯是一种二维单层碳原子新材料，由sp2杂化碳原子密堆构成，表面积可达2630mm2/g。石墨烯具有优异的力学、热导性、电荷传输性、光学及透气性等性能，如杨氏模量为1100GPa，断裂强度为125GPa，导热系数高达5300W/m·K，常温下电子迁移率超过15000cm2/V·s，而电阻率只约为1Ω·m，只吸收2.3%的光，几乎完全透明。利用上述石墨烯优异的特性，通过与其他金属材料的复合，如铜、铝、钼、镍、钛、钢等金属，可以赋予新材料更加优良的性能。目前，金属材料与石墨烯的复合主要有电化学沉积法、球磨和烧结结合等方法，但由于制备工艺复杂，而且石墨烯团聚的几率较大，导致石墨烯在基体中的分散不均匀，严重影响金属材料复合后的性能。此外，目前尚无利用冷轧方式复合金属与石墨烯，制备多层金属/石墨烯复合极薄带的报告，同热轧复合相比，冷轧复合温度较低，可有效避免金属基体出现不利于结合的相变、微观组织变化以及脆性中间化合物的形成。冷轧复合工艺制备的复合材料厚度均匀，表面光洁度高，无氧化层等缺陷。金属与石墨烯的结合强度高，石墨烯无氧化现象，产品性能稳定。工艺灵活，既可单张板进行复合，也可便于自动化的成卷轧制，利于稳定高产。
发明内容
针对现有技术存在的问题，并结合冷轧工艺的优势，本发明提供一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法。所述制备方法通过辊刷或CVD工艺将石墨烯均匀涂覆在金属薄板表面，之后通过同步轧制的冷轧工艺制备多层金属石墨烯复合薄带，最后利用异步轧制的冷轧工艺制备多层金属/石墨烯复合极薄带，这种多层金属/石墨烯复合极薄带在通讯、电子、微制造、微***及医疗等领域均具有很好的工程应用前景。本发明的技术方案为：
一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，按照以下工艺步骤进行：
（1）准备厚度为1~20mm，宽度为50~500mm的金属材料，采用同步冷轧工艺，经4~10道次将金属材料减薄至0.3~0.9mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为100~180mm，轧制速度为0.5~3m/min，道次压下率为10~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3；
（2）将金属薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30~50℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）将石墨烯涂料均匀涂覆在步骤（2）的金属薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，之后置于空气中风干10~30min，得到金属/石墨烯薄带坯料；
（4）将2~20片金属/石墨烯薄带坯料上下表面紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片金属/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为100~180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率在30~70%，第二道次压下率在20~50%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3，得到多层金属/石墨烯复合薄板，厚度为0.5~1mm；
（6）采用同步冷轧或者异步冷轧工艺将多层金属/石墨烯复合薄板减薄至80~200μm，当采用同步轧制时，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3，道次压下率为10~15%，经10~15道次减薄至目标厚度；
当采用异步轧制时，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~60mm/s，异速比为1.05~1.2，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3，道次压下率为8~15%，经2~4道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3~7道次将步骤（6）的多层金属/石墨烯复合薄带减薄至15~25μm，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值小于等厚度金属材料抗拉强度的1/2，道次压下率为10~40%，总变形率大于80%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层金属/石墨烯金属复合薄带减薄至1~4μm，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值小于等厚度金属材料抗拉强度的1/2，道次压下率为10~40%，轧制6~10道次，总变形率大于80%，制备得到厚度为1~4μm的多层金属/石墨烯金属复合极薄带。
所述步骤（1）的金属材料为铜、铝、钼、镍、钛、钢。
所述步骤（3）的石墨烯涂料为质量浓度4%的水性石墨烯溶液、质量浓度4%的油性石墨烯溶液、石墨烯粉体。
所述步骤（3）的将石墨烯均匀涂覆在金属薄带表面的方式有两种：方式一为将质量浓度为4%的石墨烯浆料或石墨烯粉体均匀辊刷在金属带表面；方式二为采用CVD方法，即利用甲烷作为碳源，通过其在金属基体表面高温分解生长石墨烯，从而在薄带表面均匀的沉积石墨烯。
所述步骤（4）的贴合方式有焊合、强力金属胶或者铆钉。
所述步骤（8）的负辊缝异步冷轧工艺为，室温条件下两工作辊充分压靠，发生较大的弹性压扁，在该状态下进行金属复合薄带的异步轧制过程。
本发明具有的优点和有益效果是：
（1）本发明方法采用辊刷石墨烯涂料或者CVD法在薄带表面沉积石墨烯层的方式，可使石墨烯均匀分散在金属表面，控制石墨烯金属复合带材中石墨烯的含量。
（2）本发明方法最后步骤采用负辊缝冷轧工艺，与传统工艺相比，轧件与轧辊的接触区域显著增大，再结合异步轧制，大幅度增加搓轧区比例，更利于轧件的塑性变形，从而提高轧制效率，突破传统相同辊径轧机的轧薄极限，有效提高了金属/石墨烯复合材料的减薄效率，同时，还可提高石墨烯金属复合极薄带的导电导热等性能。
（3）本发明方法可使石墨烯与金属达到原子级的结合，整个制备过程对生产设备要求较低，节约生产能源和减少二氧化碳排放，易于实现厚度为1~4μm的多层金属/石墨烯复合极薄带的批量生产，在通讯、电子、微制造、微***及医疗等领域均具有很好的工程应用前景。
附图说明
图1为本发明方法制备的金属/石墨烯的组装示意图。
图2为本发明实施例1制备的1μm多层铜/石墨烯复合极薄带的显微组织照片。
图3为本发明实施例2制备的4μm多层铝/石墨烯复合极薄带的显微组织照片，其中GO代表石墨烯，Al为铝。
具体实施方式
本发明实施例中采用的超声波振动仪型号为：洁盟JP-010T；
本发明实施例中采用的同步冷轧机为自制产品；
本发明实施例中采用的异步冷轧机为自制产品，参见专利CN102989765；
本发明实施例中采用的张力电机型号为：三相齿轮减速力矩电动机AJC6334；
本发明实施例中采用的负辊缝异步轧制冷轧机为自制产品，参见专利CN102989765。
实施例1
制备厚度为1μm的多层铜/石墨烯复合极薄带，工艺步骤为：
（1）准备工业纯铜T2为金属原料，尺寸为：厚度2mm，宽度为50mm，采用同步冷轧工艺，经4道次将铜材减薄至0.5mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5m/min，道次压下率为5~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5；
（2）将铜薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）将4%的水性石墨烯溶液均匀辊刷在步骤（2）的铜薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，之后置于空气中风干15min，得到铜/石墨烯薄带坯料；
（4）将6片铜/石墨烯薄带坯料上下表面通过焊合紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片铜/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率为70%，第二道次压下率为50%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5，得到多层铜/石墨烯复合薄板，厚度为0.5mm；
（6）采用同步冷轧工艺将多层铜/石墨烯复合薄板减薄至80μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5，道次压下率为10~15%，经10道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3道次将步骤（6）的多层铜/石墨烯复合薄带减薄至15μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，总变形率为99%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层铜/石墨烯复合薄带减薄至1μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/3，道次压下率为20~40%，轧制6道次，总变形率为99.9%，制备得到厚度为1μm的多层铜/石墨烯复合极薄带。
本实施例制备的多层铜/石墨烯复合极薄带表面光洁度高，平坦度好，厚度均匀，无氧化层及裂纹等缺陷。石墨烯在铜基体中的分散度好，片层面积大，无团聚现象，与基体结合度高，如图2所示。
实施例2
制备厚度为4μm的多层铝/石墨烯复合极薄带，工艺步骤为：
（1）准备工业纯铝A1060为金属原料，尺寸为：厚度20mm，宽度为500mm，采用同步冷轧工艺，经10道次将铝材减薄至0.9mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为100mm，轧制速度为0.5~3m/min，道次压下率为20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度铝材抗拉强度的1/3；
（2）将铝薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温50℃，清洗时间为6~10min，置于空气中风干；
（3）将石墨烯粉体均匀辊刷在步骤（2）的铝薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，得到铝/石墨烯薄带坯料；
（4）将2片铝/石墨烯薄带坯料上下表面通过焊合紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片铝/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率在30%，第二道次压下率在20%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度铝材抗拉强度的1/3，得到多层铝/石墨烯复合薄板，厚度为0.5mm；
（6）采用异步冷轧工艺将多层铝/石墨烯复合薄板减薄至200μm，工艺参数为：轧辊直径50mm，轧制速度10~60mm/s，异速比为1.05~1.2，张力值为等厚度铝材抗拉强度的1/3，道次压下率为8~15%，经4道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经7道次将步骤（6）的多层铝/石墨烯复合薄带减薄至25μm，工艺参数为：轧辊直径50mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值为等厚度铝材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，总变形率为99.75%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层铝/石墨烯复合薄带减薄至4μm，工艺参数为：轧辊直径50mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值为等厚度铝材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，轧制6道次，总变形率为99.96%，制备得到厚度为4μm的多层铝/石墨烯复合极薄带。
本实施例制备的多层铝/石墨烯复合极薄带表面光洁度高，平坦度好，厚度均匀，无氧化层及裂纹等缺陷。石墨烯在铝基体中的分散度好，片层面积大，无团聚现象，与基体结合度高，如图3所示。
实施例3
制备厚度为4μm的多层镍/石墨烯复合极薄带，工艺步骤为：
（1）准备工业纯镍为金属原料，尺寸为：厚度2mm，宽度为50mm，采用同步冷轧工艺，经4道次将镍材减薄至0.3mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5m/min，道次压下率为10~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度镍材抗拉强度的1/5；
（2）将镍薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）利用CVD方法在镍薄带上沉积石墨烯，参数如下：碳源：甲烷；温度：700℃；冷却方式：空冷，得到镍/石墨烯薄带坯料。
（4）将20片镍/石墨烯薄带坯料上下表面通过强力金属胶紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片镍/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率为70%，第二道次压下率为40%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5，得到多层铜/石墨烯复合薄板，厚度为0.9mm；
（6）采用同步冷轧工艺将多层镍/石墨烯复合薄板减薄至80μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度镍材抗拉强度的1/4，道次压下率为10~15%，经15道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3道次将步骤（6）的多层镍/石墨烯复合薄带减薄至15μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值为等厚度镍材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，总变形率为99%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层镍/石墨烯复合薄带减薄至4μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/3，道次压下率为20~40%，轧制6道次，总变形率为99.9%，制备得到厚度为4μm的多层镍/石墨烯复合极薄带。
本实施例制备的多层镍/石墨烯复合极薄带表面光洁度高，平坦度好，厚度均匀，无氧化层及裂纹等缺陷。石墨烯在镍基体中的分散度好，片层面积大，无团聚现象，与基体结合度高。
实施例4
制备厚度为3μm的多层钼/石墨烯复合极薄带，工艺步骤为：
（1）准备工业纯钼为金属原料，尺寸为：厚度2mm，宽度为50mm，采用同步冷轧工艺，经4道次将铜材减薄至0.5mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为3m/min，道次压下率为10~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5；
（2）将钼薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）将4%的油性石墨烯溶液均匀辊刷在步骤（2）的钼薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，之后置于空气中风干15min，得到钼/石墨烯薄带坯料；
（4）将6片钼/石墨烯薄带坯料上下表面通过焊合紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片钼/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率为70%，第二道次压下率为40%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度钼材抗拉强度的1/5，得到多层钼/石墨烯复合薄板，厚度为0.5mm；
（6）采用同步冷轧工艺将多层钼/石墨烯复合薄板减薄至80μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度钼材抗拉强度的1/4，道次压下率为10~15%，经10道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3道次将步骤（6）的多层钼/石墨烯复合薄带减薄至15μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值为等厚度钼材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，总变形率为99%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层钼/石墨烯复合薄带减薄至3μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值为等厚度钼材抗拉强度的1/3，道次压下率为20~40%，轧制6道次，总变形率为99.9%，制备得到厚度为3μm的多层钼/石墨烯复合极薄带。
本实施例制备的多层钼/石墨烯复合极薄带表面光洁度高，平坦度好，厚度均匀，无氧化层及裂纹等缺陷。石墨烯在钼基体中的分散度好，片层面积大，无团聚现象，与基体结合度高。
实施例5
制备厚度为3μm的多层钛/石墨烯复合极薄带，工艺步骤为：
（1）准备工业纯钛为金属原料，尺寸为：厚度2mm，宽度为50mm，采用同步冷轧工艺，经4道次将铜材减薄至0.5mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5m/min，道次压下率为10~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5；
（2）将钛薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）将4%的水性石墨烯溶液均匀辊刷在步骤（2）的钛薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，之后置于空气中风干15min，得到钛/石墨烯薄带坯料；
（4）将6片钛/石墨烯薄带坯料上下表面通过铆钉紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片钛/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率为70%，第二道次压下率为40%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度钛材抗拉强度的1/5，得到多层钛/石墨烯复合薄板，厚度为0.5mm；
（6）采用同步冷轧工艺将多层钛/石墨烯复合薄板减薄至80μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度钛材抗拉强度的1/4，道次压下率为10~15%，经10道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3道次将步骤（6）的多层钛/石墨烯复合薄带减薄至15μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值为等厚度钛材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，总变形率为99%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层钛/石墨烯复合薄带减薄至3μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值为等厚度钛材抗拉强度的1/3，道次压下率为20~40%，轧制6道次，总变形率为99.9%，制备得到厚度为3μm的多层钛/石墨烯复合极薄带。
本实施例制备的多层钛/石墨烯复合极薄带表面光洁度高，平坦度好，厚度均匀，无氧化层及裂纹等缺陷。石墨烯在钛基体中的分散度好，片层面积大，无团聚现象，与基体结合度高。
实施例6
制备厚度为3μm的多层Q195/石墨烯复合极薄带，工艺步骤为：
（1）准备工业纯Q195为金属原料，尺寸为：厚度2mm，宽度为50mm，采用同步冷轧工艺，经10道次将铜材减薄至0.5mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为2m/min，道次压下率为10~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度铜材抗拉强度的1/5；
（2）将铜薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）将4%的水性石墨烯溶液均匀辊刷在步骤（2）的Q195薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，之后置于空气中风干15min，得到Q195/石墨烯薄带坯料；
（4）将6片Q195/石墨烯薄带坯料上下表面通过焊合紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片Q195/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率为70%，第二道次压下率为40%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度Q195材抗拉强度的1/5，得到多层Q195/石墨烯复合薄板，厚度为0.5mm；
（6）采用同步冷轧工艺将多层Q195/石墨烯复合薄板减薄至80μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度Q195材抗拉强度的1/4，道次压下率为10~15%，经10道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3道次将步骤（6）的多层Q195/石墨烯复合薄带减薄至15μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值为等厚度Q195材抗拉强度的1/3，道次压下率为10~40%，总变形率为99%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层Q195/石墨烯复合薄带减薄至3μm，工艺参数为：轧辊直径30mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值为等厚度Q195材抗拉强度的1/3，道次压下率为20~40%，轧制6道次，总变形率为99.9%，制备得到厚度为3μm的多层Q195/石墨烯复合极薄带。
本实施例制备的多层Q195/石墨烯复合极薄带表面光洁度高，平坦度好，厚度均匀，无氧化层及裂纹等缺陷。石墨烯在Q195基体中的分散度好，片层面积大，无团聚现象，与基体结合度高。
Claims (5)
1.一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，其特征在于按照以下工艺步骤进行：
（1）准备厚度为1~20mm，宽度为50~500mm的金属材料，采用同步冷轧工艺，经4~10道次将金属材料减薄至0.3~0.9mm，同步冷轧工艺参数为：轧辊直径为100~180mm，轧制速度为0.5~3m/min，道次压下率为10~20%，轧制过程采用微张力控制，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3；
（2）将金属薄带的上、下表面打磨，再利用超声波振动清洗，参数设置为超声水温30~50℃，清洗时间为5~10min，置于空气中风干；
（3）将石墨烯涂料均匀涂覆在步骤（2）的金属薄带表面，石墨烯的涂覆厚度为5~50μm，之后置于空气中风干10~30min，得到金属/石墨烯薄带坯料；
（4）将2~20片金属/石墨烯薄带坯料上下表面紧密贴合在一起；
（5）采用同步冷轧工艺对步骤（4）的多片金属/石墨烯薄带进行轧制，工艺参数为：轧辊直径为100~180mm，轧制速度为0.5~3m/min，首道次压下率在30~70%，第二道次压下率在20~50%，轧制过程采用微张力轧制，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3，得到多层金属/石墨烯复合薄板，厚度为0.5~1mm；
（6）采用同步冷轧或者异步冷轧工艺将多层金属/石墨烯复合薄板减薄至80~200μm，当采用同步轧制时，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~50mm/s，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3，道次压下率为10~15%，经10~15道次减薄至目标厚度；
当采用异步轧制时，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~60mm/s，异速比为1.05~1.2，张力值为等厚度金属材料抗拉强度的1/5~1/3，道次压下率为8~15%，经2~4道次减薄至目标厚度；
（7）采用异步冷轧工艺，经3~7道次将步骤（6）的多层金属/石墨烯复合薄带减薄至15~25μm，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.1~1.4，张力值小于等厚度金属材料抗拉强度的1/2，道次压下率为10~40%，总变形率大于80%；
（8）采用负辊缝异步冷轧工艺将步骤（7）中的多层金属/石墨烯金属复合薄带减薄至1~4μm，工艺参数为：轧辊直径30~50mm，轧制速度10~50mm/s，异速比1.3~1.6，张力值小于等厚度金属材料抗拉强度的1/2，道次压下率为10~40%，轧制6~10道次，总变形率大于80%，制备得到厚度为1~4μm的多层金属/石墨烯金属复合极薄带。
2.根据权利要求1所述的一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，其特征在于所述步骤（1）的金属材料为铜、铝、钼、镍、钛、钢。
3.根据权利要求1所述的一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，其特征在于所述步骤（3）的石墨烯涂料为质量浓度4%的水性石墨烯溶液、质量浓度4%的油性石墨烯溶液、石墨烯粉体。
4.根据权利要求1所述的一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，其特征在于所述步骤（3）的将石墨烯均匀涂覆在金属薄带表面的方式有两种：方式一为将质量浓度为4%的石墨烯浆料或石墨烯粉体均匀辊刷在金属带表面；方式二为采用CVD方法，即利用甲烷作为碳源，通过其在金属基体表面高温分解生长石墨烯，从而在薄带表面均匀的沉积石墨烯。
5.根据权利要求1所述的一种多层金属/石墨烯复合极薄带的制备方法，其特征在于所述步骤（4）的粘合方式有焊合、强力金属胶或者铆钉。
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