CN111118470B - 表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝及其制备方法，所述制备方法包括：提供金属丝，所述金属丝包括金属丝基材以及沉积于所述金属丝基材表面的初始石墨烯层；在所述金属丝表面涂覆固体碳源；利用卷对卷传输方式传输表面涂覆有固体碳源的金属丝，并且在传输过程中通过原位生长工艺，在所述金属丝表面形成增厚石墨烯层。上述方法能够连续制备表面具有超厚Gr的复合金属丝，提高复合金属丝的性能。

Description

表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料制备领域，尤其涉及一种表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝及其制备方法。
背景技术
石墨烯(graphene,Gr)凭借其独特的结构和优异的力学和功能特性，使其一问世便成为各领域研究的焦点。部分研究者将少量Gr(0.5-3.0wt％)添加到金属基底中，制备得到金属基复合材料(metal matrix composites,MMCs)，使复合材料的力学和电学性能相对于金属基底均得到较大提升。
现有制备Gr增强MMCs的方法主要有：1.粉末冶金法；2.搅拌摩擦焊；3.压力渗透法；4.化学气相沉积法等。其中采用CVD工艺制备的Gr与基体材料界面结合强度最高、本征结构最完整，是当前最理想的制备手段。然而，CVD法制备的Gr厚度仅可达到10层左右，较薄的Gr厚度使得Gr添加量维持在较低水平，限制了Gr的增强作用。通过制备更厚的Gr增加其在MMCs中的含量，对于进一步改善MMCs的综合性能具有重大的意义。然而，现有技术均不能同时满足连续制备具有良好界面结合、完整本征结构的超厚Gr增强MMCs。
为满足电动机、变压器、风力发电机和传输线路等对高强和高导电性能的金属丝有重要需求，发展和制备新型复合金属丝势在必行。如何在金属丝表面复合超厚的Gr层，并实现该复合金属丝的大批量连续化制备是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝及其制备方法，实现高导电复合金属丝的大批量连续化制备。
为了解决上述问题，本发明提供了一种表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝的制备方法，包括：步骤1：提供金属丝，所述金属丝包括金属丝基材以及沉积于所述金属丝基材表面的初始石墨烯层；步骤2：在所述金属丝表面涂覆固体碳源；步骤3：利用卷对卷传输方式传输表面涂覆有固体碳源的金属丝，并且在传输过程中通过原位生长工艺，在所述金属丝表面形成增厚石墨烯层。
可选的，所述原位生长工艺包括：将金属丝通过通入有保护性气体及还原性气体的生长腔室，依次经过所述生长腔室内的干燥区域和生长区域，经过所述干燥区域干燥后，在所述生长区域内原位生长所述增厚石墨烯层。
可选的，所述保护性气体的流量为1～500sccm，所述还原性气体的流量为1～200sccm，所述干燥区域的温度为50～400℃，所述生长区域内的温度为400～1100℃，所述金属丝在所述生长区域内的生长时间为1～300min，所述生长腔室内的压强为0.05～1000Torr。
可选的，还包括：对形成有所述增厚石墨烯层的金属丝进行冷却处理后，在卷对卷传输的输出端连续收集得到具有复合涂覆Gr的复合金属丝。
可选的，所述冷却处理的冷却速度控制在5～40℃/min。
可选的，重复上述步骤2和步骤3，直至在所述金属丝表面形成足够厚度的增厚石墨烯层。
可选的，所述增厚石墨烯层的厚度为5～200nm。
可选的，在所述金属丝表面涂覆固体碳源的方法包括：利用卷对卷传输方式传输所述金属丝，并且在传输所述金属丝的过程中，将金属丝浸泡于固体碳源溶液中。
可选的，所述固体碳源溶液中固体碳源的浓度为0.05～20wt％。
可选的，所述固体碳源溶液中的固体碳源包括葡萄糖、PEG、石蜡、硬脂酸以及PMMA中的至少一种，溶剂包括水、酒精、苯甲醚或苯中的至少一种。
可选的，所述初始石墨烯层的形成方法包括：利用卷对卷沉积方式，在对卷输入端和对卷输出端之间传输所述金属丝基材，并且在所述金属丝基材传输过程中，通过等离子体增强化学气相沉积工艺在所述金属丝基材表面沉积形成所述初始石墨烯层。
可选的，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的沉积温度为700～850℃，射频功率为5～200W，采用的沉积气体包括包含C、H元素的气体，所述沉积气体的流量为1～50sccm，初始石墨烯层的生长时间为30～60min。
可选的，所述金属丝基材的直径为10～500μm，所述初始石墨烯层包括1～10层石墨烯。
本发明的技术方案还提供一种具有复合涂覆Gr的复合金属丝，包括：金属丝基材；沉积于所述金属丝基材表面的初始石墨烯层；覆盖所述初始石墨烯层表面的增厚石墨烯层，所述增厚石墨烯层为通过在初始石墨烯层表面涂覆的固体碳源通过原位生长而成。
可选的，所述增厚石墨烯层的厚度为5～200nm。
可选的，所述初始石墨烯层为等离子体增强化学气相沉积层。
可选的，所述初始石墨烯层包括1～10层石墨烯。
可选的，所述金属丝基材的长度为1m以上，直径为10～500μm。
本发明的表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝的制备方法，通过卷对卷沉积和固体碳源原位生长法相结合的工艺手段，克服了现有Gr/金属丝复合材料制备过程中界面结合差、覆盖率低、Gr无法长厚且无法连续制备的难点，实现了Gr/金属丝复合材料的高质量、高覆盖率、良好界面结合以及连续化制备；制备得到的Gr/金属丝复合材料覆盖率高、界面结合良好。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式的复合涂覆Gr的复合金属丝的制备过程的流程示意图；
图2为本发明一具体实施方式中提供的金属丝的结构示意图；
图3a为本发明一具体实施方式中在金属丝表面涂覆固体碳源后的结构示意图；
图3b为本发明一具体实施方式中在金属丝表面涂覆固体碳源的过程示意图；
图4a为本发明一具体实施方式中在金属丝表面形成增厚石墨烯层后的复合金属丝的结构示意图；
图4b为本发明一具体实施方式的卷对卷沉积设备的结构示意图；
图5为本发明一具体实施方式的形成的复合金属丝表面的超厚Gr的电镜照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝及其制备方法的具体实施方式做详细说明。
请参考图1，为本发明一具体实施方式的复合涂覆Gr的复合金属丝的制备过程的流程示意图。
该具体实施方式中，所述复合涂覆Gr的复合金属丝的制备过程包括如下步骤：
步骤S101：提供金属丝，所述金属丝包括金属丝基材以及沉积于所述金属丝基材表面的初始石墨烯层。
步骤S102：在所述金属丝表面涂覆固体碳源。
步骤S103：利用卷对卷传输方式传输表面涂覆有固体碳源的金属丝，并且在传输过程中通过原位生长工艺，在所述金属丝表面形成增厚石墨烯层。
可以通过不断重复步骤S102和步骤S103直至形成足够厚度的增厚石墨烯层。
以下对上述流程进行具体说明。
请参考图2，提供金属丝200，所述金属丝200包括金属丝基材201以及沉积于所述金属丝基材201表面的初始石墨烯层202。
所述金属丝基材201的材料包括：各种具有催化活性的过渡金属基体及其合金，如Cu、Ni、Ru、Co、Ta等金属单质及其合金。
所述初始石墨烯层202为化学气相沉积层，可以通过CVD、PECVD等方式沉积于所述金属丝基材201表面。在本发明的一个具体实施方式中，所述初始石墨烯层202采用PECVD工艺形成，沉积温度较低，对所述金属系基材的材料选择范围较广，且形成的所述初始石墨烯层202的生长质量较高，与所述金属丝基材201的界面结合强度较高，有利于提高后续在所述初始石墨烯层202表面形成的增厚石墨烯层的质量。
在一个具体实施方式中，所述金属丝基材201的长度为1m以上，例如1～500m，以便于连续化制备，使得最终制备成的复合金属丝能够满足工业化应用。
在一个具体实施方式中，所述金属丝基材201的直径为10～500μm，有利于提高通过PECVD工艺沉积形成的初始石墨烯层202的质量。并且，通过改变金属丝基材201的直径，可进一步改变最终形成的复合金属丝中，Gr的体积分数，从而改变复合金属丝的综合性能。
在一个具体实施方式中，采用连续化制备方式，在所述金属丝基材201表面沉积所述初始石墨烯层202。具体包括：利用卷对卷沉积方式，在对卷输入端和对卷输出端之间传输所述金属丝基材201，并且在所述金属丝基材201传输过程中，通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在所述金属丝基材201表面沉积形成所述初始石墨烯层。在金属丝基材201传输过程中，经过PECVD沉积腔室，通过金属丝基材201的连续传输，在所述金属丝基材201表面连续沉积形成所述初始石墨烯层202。
通常金属丝的直径越小，越容易形成较高质量的石墨烯层。但是由于采用卷对卷方式传输，过细的金属丝在传输过程中，容易发生断裂，无法完成连续化的制备。为了解决上述问题，发明人仔细研究了PECVD的沉积过程，针对金属丝这一特殊沉积基材，调整了PECVD的沉积参数，使其具有较高的覆盖效率，且无需金属丝的直径太小。并且综合考虑卷对卷传输过程中，金属丝的受力情况，选用了10μm～500μm直径的金属丝作为沉积基底，并且控制所述等离子体增强化学气相沉积工艺的沉积温度为700～850℃，射频功率为5～200W，采用的沉积气体包括包含C、H元素的气体，所述沉积气体的流量为1～50sccm，石墨烯层的生长时间为30～60min。
为了使得所述石墨烯层具有较高的沉积质量，将所述石墨烯层内的石墨烯层数控制在1～10层。由于PECVD的沉积温度较低，所述金属丝基材201可以选择较低熔点的金属，从而拓宽金属丝基材的选材范围。所述金属丝基材的直径为10-500μm，有利于PECVD沉积石墨烯层。可以通过从5W～200W改变射频功率，并从逐渐增加沉积压力，从而实现Gr层数从1层到10层的可控生长，无需调整金属丝的传输速度，就能够实现石墨烯沉积层数的调整，从而避免传输过程中金属丝发生断裂等问题。
通过对石墨烯在生长过程中射频功率和气体流量的设置与调节，可以实现单层到约十层石墨烯在金属丝表面层数、质量和覆盖率的精准控制，实现所述石墨烯层与所述金属丝基材之间的界面分离功至少为0.72J/m2，以满足后续形成高质量的纳米碳金属膜的要求。
请参考图3a和3b，在所述金属丝200表面涂覆固体碳源301。
可以通过将所述金属丝200浸泡于固体碳源溶液后取出，在所述金属丝200表面会覆盖一层固体碳源301，刚取出所述金属丝200表面涂覆一层固体碳源溶液，待溶剂挥发后即覆盖一层固体碳源301。在其他具体实施方式中，也可以通过其他方式在所述金属丝200表面涂覆固体碳源301，形成涂覆有固体碳源301的金属丝200。
请参考图3b，为本发明一具体方式中，在金属丝200表面涂覆固体碳源301(请参考图3a)的过程的示意图。
为了实现连续化制备，该具体实施方式中，利用卷对卷传输方式传输所述金属丝，并且在传输所述金属丝200的过程中，将金属丝浸泡于固体碳源溶液310中。金属丝200在对卷输入端311和对卷输出端312之间传输，所述对卷输入端311和对卷输出端312分别包括圆柱形滚筒，将连续的金属丝200卷覆于对卷输入端311的滚筒上，另一端固定于对卷输出端312，通过所述对卷输入端311和对卷输出端312转动，传送所述金属丝200。
所述固体碳源溶液310内固定有转轴313，金属丝200绕过所述转轴313传输，从而使得金属丝200在传输过程中自所述固体碳源溶液310中浸泡通过，即便所述金属丝200的长度较长，也能够实现在金属丝200表面连续化的高效涂覆固体碳源301。所述固体碳源溶液310采用的溶剂包括水、酒精、苯甲醚或苯中的至少一种，采用的固体碳源包括葡萄糖、PEG、石蜡、硬脂酸以及PMMA中的至少一种。
通过控制卷对卷传输的速度，以及溶液的浓度，可以调整涂覆于所述金属丝200表面的单位面积内的固体碳源的量。为了能够使得金属丝200表面均匀涂覆有固体碳源301，在一个具体实施方式中，所述固体碳源溶液310内的固体碳源的浓度为0.05～20wt％。
请参考图4a，在所述金属丝200表面形成增厚石墨烯层401。
通过对所述金属丝200表面的固体碳源301高温处理，使得固体碳源分解从而原位生长形成石墨烯，从而在所述金属丝200表面形成增厚石墨烯层401。所述原位生长的生长温度可以为400～1100℃，可以根据采用的金属丝基材201的熔点温度，调整所述生长温度，避免在原位生长过程中，金属丝基材201发生融化等问题。
由于所述原位生长通过固体碳源分解形成，能够形成较厚的石墨烯层。单次原位生长形成的增厚石墨烯层401的厚度由所述金属丝200表面涂覆的固体碳源的量决定。
可以通过多次涂覆-生长过程，不断增加形成的增厚石墨烯层401的厚度，直至达到需要的厚度。在一个具体实施方式中，所述增厚石墨烯层401的厚度为5～200nm，可以根据对符合金属丝的性能要求，形成足够厚度的所述增厚石墨烯层。
与直接在金属表面利用固体碳源原位生长Gr相比，本发明的具体实施方式中，所述原位生长在质量较高的初始石墨烯层201表面进行，由于所述初始石墨烯层201的质量较好，表面的本征结构良好，在原位生长所述增厚石墨烯层401的过程中，能够形成生长质量、覆盖能力以及界面结合强度较高的厚石墨烯层401，并且通过不断涂覆固体碳源得到厚度更厚的Gr，从而进一步提升其对复合材料的增强作用。
请参考图4b，为本发明一具体实施方式中，用于生长增厚石墨烯层401的设备结构示意图。
该具体实施方式中，采用卷对卷沉积设备，具体包括卷对卷传输系统、生长系统。
该具体实施方式中，所述卷对卷传输系统包括对卷输入端421、对卷输出端422，金属丝缠绕在所述对卷输入端421的转轴上，通过对卷输出端422收卷而将沉积石墨烯层后的金属丝收集。
所述生长系统，包括炉管430以及位于所述炉管430外部的加热丝433，所述炉管430即为石墨烯的生长腔室，所述炉管包括干燥区域431和生长区域432，通过加热丝433控制所述干燥区域431的温度为50～400℃，所述生长区域432内的温度为400～1100℃，表面涂覆有固体碳源301的金属丝200经过所述干燥区域431进行干燥使得溶剂挥发，再进入所述生长区域432内，通过高温分解固体碳源，从而原位生长所述增厚石墨烯层401，并在对卷输出端收集形成有增厚石墨烯层401的复合金属丝。
所述炉管430一端还设置有气体输入端410，至少具有两个气体输入口，用于分别原位生长时需要的通入还原性气体以及保护性气体。该具体实施方式中，还包括一气体碳源输入口，用于输入气体碳源，用于PECVD生长初始石墨烯层。
具体的，所述原位生长工艺包括：将待原位生长增厚石墨烯层的金属丝通过通入有保护性气体及还原性气体的生长腔室，依次经过所述生长腔室内的干燥区域和生长区域，经过所述干燥区域干燥后，在所述生长区域内原位生长所述增厚石墨烯层。所述保护性气体的流量为1～500sccm，所述还原性气体的流量为1～200sccm，所述干燥区域的温度为50～400℃，所述生长区域内的温度为400～1100℃，所述金属丝在所述生长区域内的生长时间为1～300min，所述生长腔室内的压强为0.05～1000Torr。
在一个具体实施方式中，还包括：对形成有所述增厚石墨烯层401的金属丝400进行冷却处理后，在卷对卷传输的对卷输出端422连续收集得到具有复合涂覆Gr的复合金属丝。
所述卷对卷沉积设备还包括冷却系统440，设置于所述炉管430的输出端，通过冷却水对炉管430进行冷却，从而对输出的复合金属丝进行冷却。所述冷却速度不能过大，避免温度变化过大对复合金属丝的质量造成影响。在一个具体实施方式中，所述冷却处理的冷却速度控制在5～40℃/min。
该具体实施方式中，所述卷对卷沉积设备还包括射频系统450，使得所述炉管430同样可以作为PECVD的生长腔室，用于在金属丝基材表面形成初始石墨烯层202。
在本发明的一个具体实施例中，采用铜丝作为金属丝基材，制备具有超厚Gr的复合金属丝，具体介绍如下：
采用长400m，直径为100～300μm的工业冷拔铜丝，在650-830℃，H2保护气氛下进行退火30-60min，
将退火后的Cu丝放入对卷的输入端，升温至沉积温度后，向炉内通入Ar和CH4，并将真空抽至1Torr，其中Ar和CH4的流量分别控制在40～200sccm和1～50sccm。调节对卷速度使Gr在炉内恒温区的生长时间为30-60min，随后利用循环水冷却系统对生长完单层Gr/Cu的复合丝材进行快速冷却，进而得到单层Gr/Cu的复合丝；也可以保持Ar和CH4的流量不变，改变射频功率从10W到200W，并通过手动压力阀逐渐增加管式炉中的压力从1Torr至400Torr，从而实现Gr层数从单层到约十层的可控生长；从而在铜丝表面形成PECVD生长的初始石墨烯层。
(1)将直径0.05-0.5μm，长度1-500m的铜丝在H2、CO等还原性气氛中进行高温退火处理，温度为200-1000℃，气体流量为20-500sccm，压力为0.01-50Torr，所述退火也可以在如图4b所示的设备中进行，并在对卷的输出端对退火Cu丝进行收集。
(2)将收集的退火Cu丝又放置于对卷的输入端，升温至400-1000℃后，向管式炉中通入的保护性气体和还原性气体，其中保护性气体为N2、Ar等气体的一种或多种，气体碳源为CH4、C2H6、C2H4和C2H2等具有含碳气体中的一种或多种，保护性气体和气体碳源流量分别为1-500sccm和1-200sccm，并利用真空泵将炉内压力抽至0.05-1000Torr，在此条件下进行初始石墨烯层的PECVD生长。调节对卷速度，使Gr在管式炉恒温区的生长时间为1-300min。随后保持Ar和CH4的流量不变，在5-200W内调节射频功率，并调节炉中压力为0.05-1000Torr，从而得到1-10层Gr的可控生长。
(3)在上述金属丝表面生长初始石墨烯层的基础上，将该复合材料浸泡于浓度为0.05-20wt％的固体碳源溶液中，使金属丝表面涂覆一层固体碳源，其中固体碳源为葡萄糖、PEG、石蜡、硬脂酸或PMMA等有机物中的一种或多种，形成溶液的溶剂为水、酒精、苯甲醚、苯等有机或无机溶剂中的一种或多种。将涂覆固体碳源的金属丝置于对卷输入端，升温过程中向管式炉中通入的N2、Ar等保护性气体和H2、CO等还原性气体，保护性气体和还原性气体流量分别为1-500sccm和1-200sccm，并利用真空泵将炉内压力抽至0.05-800Torr，在此条件下使固体碳源分解生长Gr。在对卷的拖动下，金属丝分别通过50-400℃的干燥区域和400-1100℃的Gr生长区域。调节对卷速度，使Gr在管式炉恒温区的生长时间为1-300min。利用循环冷却水系统对生长完Gr的金属丝从高温快速冷却至室温(冷却速度控制在5-40℃/min)，进而在对卷的输出端得到Gr/Cu复合丝。
(4)反复重复(3)中的操作，得到超厚Gr/Cu复合丝。
请参考图5为本发明一具体实施方式中，采用上述方法形成的超厚Gr层的电镜照片。可以看出所述Gr层覆盖均匀，几乎没有缺陷。
上述表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝的制备方法通过卷对卷沉积和固体碳源原位生长法相结合的工艺手段，克服了现有Gr/金属丝复合材料制备过程中界面结合差、覆盖率低、Gr无法长厚且无法连续制备的难点，实现了Gr/金属丝复合材料的高质量、高覆盖率、良好界面结合以及连续化制备；制备得到的Gr/金属丝复合材料覆盖率高、界面结合良好。
利用R2R CVD结合原位生长工艺还可以连续、高质量制备其他超厚二维材料/金属丝或金属箔复合材料，所述二维材料还可以为BN等。
本发明的具体实施方式还提供一种具有复合涂覆Gr的复合金属丝。
请参考图4a，为所述复合金属丝的截面示意图。
所述复合金属丝包括：金属丝基材201；沉积于所述金属丝基材201表面的初始石墨烯层202；覆盖所述初始石墨烯层202表面的增厚石墨烯层401，所述增厚石墨烯层401为通过在初始石墨烯层表面涂覆的固体碳源通过原位生长而成。
较佳的，所述增厚石墨烯层401的厚度为5～200nm。
较佳的，所述初始石墨烯层202为等离子体增强化学气相沉积层。所述初始石墨烯层202可以包括1～10层石墨烯，具有完整的本征结构以及与所述金属基材201界面具有良好的结合强度。所述初始石墨烯层202与所述金属丝基材201之间的界面分离功至少为0.72J/m2。由于所述初始石墨烯层202与所述金属丝基材201之间的结合强度较大，质量较好，因此可以提高所述初始石墨烯层202与增厚石墨烯层401之间的结合强度，以及原位生长形成的所述增厚石墨烯层401的生长质量。
较佳的，所述金属丝基材201的长度为1米以上，直径为10～500μm，通过调整所述金属丝基材201的直径，可以改变复合金属丝中Gr的体积分数，从而改变复合金属丝的整体性能。所述金属丝基材201的长度可以为1～500m，能够满足工业化使用的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种表面具有复合涂覆Gr的复合金属丝的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1：提供金属丝，所述金属丝包括金属丝基材以及沉积于所述金属丝基材表面的初始石墨烯层，所述初始石墨烯层为等离子体增强化学气相沉积层，所述初始石墨烯层包括1~10层石墨烯；
步骤2：在所述金属丝表面涂覆固体碳源；
步骤3：利用卷对卷传输方式传输表面涂覆有固体碳源的金属丝，并且在传输过程中通过原位生长工艺，在所述金属丝表面形成增厚石墨烯层，所述原位生长工艺包括：将金属丝通过通入有保护性气体及还原性气体的生长腔室，依次经过所述生长腔室内的干燥区域和生长区域，经过所述干燥区域干燥后，在所述生长区域内原位生长所述增厚石墨烯层；
重复上述步骤2和步骤3，直至在所述金属丝表面形成足够厚度的增厚石墨烯层，所述增厚石墨烯层的厚度为5~200 nm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护性气体的流量为1~500sccm，所述还原性气体的流量为1~200 sccm，所述干燥区域的温度为50~400 ℃，所述生长区域内的温度为400~1100 ℃，所述金属丝在所述生长区域内的生长时间为1~300 min，所述生长腔室内的压强为0.05~1000Torr。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：对形成有所述增厚石墨烯层的金属丝进行冷却处理后，在卷对卷传输的输出端连续收集得到具有复合涂覆Gr的复合金属丝。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述冷却处理的冷却速度控制在5 ~40 ℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述金属丝表面涂覆固体碳源的方法包括：利用卷对卷传输方式传输所述金属丝，并且在传输所述金属丝的过程中，将金属丝浸泡于固体碳源溶液中。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述固体碳源溶液中固体碳源的浓度为0.05~20 wt%。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述固体碳源溶液中的固体碳源包括葡萄糖、PEG、石蜡、硬脂酸以及PMMA中的至少一种，溶剂包括水、酒精、苯甲醚或苯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述初始石墨烯层的形成方法包括：利用卷对卷沉积方式，在对卷输入端和对卷输出端之间传输所述金属丝基材，并且在所述金属丝基材传输过程中，通过等离子体增强化学气相沉积工艺在所述金属丝基材表面沉积形成所述初始石墨烯层。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的沉积温度为700~850 ℃，射频功率为5~200 W，采用的沉积气体包括包含C、H元素的气体，所述沉积气体的流量为1~50 sccm，初始石墨烯层的生长时间为30~60 min。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述金属丝基材的直径为10~500 μm。
11.一种采用权利要求1~10任意一项所述的制备方法制备的具有复合涂覆Gr的复合金属丝，其特征在于，包括：
金属丝基材；
沉积于所述金属丝基材表面的初始石墨烯层，所述初始石墨烯层为等离子体增强化学气相沉积层，所述初始石墨烯层包括1~10层石墨烯；
覆盖所述初始石墨烯层表面的增厚石墨烯层，所述增厚石墨烯层为通过在初始石墨烯层表面多次涂覆固体碳源并通过原位生长而成，所述增厚石墨烯层的厚度为5~200 nm。
12.根据权利要求11上所述的复合金属丝，其特征在于，所述金属丝基材的长度为1m以上，直径为10~500μm。
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