铜镀层具有优良的导电性和导热性,因此电镀铜技术被广泛的应用在电子材料制造领域。但是随着社会需求的不断提高,高技术含量的电子产品的制造难度不断增大,对于铜镀层的质量和导电性也提出了更高的要求。为了克服这些挑战,在电镀液中加入固体颗粒形成复合镀层是一种简单高效的解决办法,通过加入增强相可以制备得到综合性能优异的复合镀层。石墨烯是由碳原子组成的二维碳纳米材料,具有极高的吸附能力和电导率,对于复合材料的开发应用具有重要的研究价值。因此,为获得具备高导电性能的镀层,可以将其作为增强相加入到铜基体当中,用于制备铜-石墨烯(copper-graphene nanosheet,简称Cu-GNS)复合镀层。本论文以ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)为基体材料,首先利用分子接合技术对其进行了表面改性,并使用化学喷镀工艺在基体上制备了均匀致密的银层,为下一步的电镀提供了良好的工艺基础。之后研究了不同电镀工艺参数对铜镀层和铜-石墨烯复合镀层形貌、沉积量、化学成分、导电性能的影响,确定了最佳电镀工艺参数,制备了具有高导电性能的铜-石墨烯复合镀层,并探究导电增强机理,分析了铜-石墨烯复合镀层的可使用和稳定性能。最后从实际应用的角度,使用一步电沉积法在铜-石墨烯复合镀层表面制备了超疏水薄膜,赋予了其自清洁防污的性能,对高导电复合镀层起到良好的保护作用。基于本论文的研究过程和结果,希望能为今后功能性电子器件的制备和研究提供启示。主要结论如下:(1)通过环保高效的分子接合技术实现了对ABS基体的表面改性,有效避免了传统电镀前处理工艺中铬酸和胶体钯的使用。同时研究了化学镀银工艺,确定在喷镀距离20 cm和喷镀次数为30次的条件下可达到最佳喷镀工艺,并且在该工艺条件下银膜层的沉积量达到最大值。经微观形貌和化学成分分析得到,所制备的膜层平整致密且是单一纯净的银膜层,这为下一步的电镀实验提供了良好的工艺基础。百格试验的结果也表明,由于分子接合作用,使基体与银膜层之间形成了强有力的化学键,有效增强了基体与银膜层间的界面结合强度。(2)确定了石墨烯浓度1 g/L、电镀时间5 min和电流密度1.5 A/dm~2为Cu-GNS复合镀层的最佳电镀工艺,在该工艺条件下制备的复合镀层中GNS分布较为均匀。此时复合镀层的电阻率为0.08 mΩ·mm,与金属纯铜的电阻率0.0175 mΩ·mm达到同一数量级。由于将具有优异导电性的GNS作为增强相加入镀层中可以改善电子的传输,使镀层晶粒间的电子传导更加有效;并且加入GNS后,填补了复合镀层中的孔隙,充当桥梁的作用连接了更多的导电通路,增加了电子传导的路径。因此相较于Cu镀层,在一定的电镀参数范围内,Cu-GNS复合镀层电阻率降低了30%～40%。将复合镀层试样接入电路当中,置于水中连续浸泡144小时,LED灯仍持续发光且亮度保持不变,电路也稳定工作,并且复合镀层未出现裂纹和起泡脱落现象,说明高导电Cu-GNS复合镀层具备良好的使用稳定性。(3)采用一步电沉积法在Cu-GNS复合镀层表面制备了自清洁防污薄膜。在沉积电压达到15 V时,Cu-GNS复合镀层表面被多肉植物叶片状的粗糙结构完全均匀覆盖,接触角达到最大值152.3°,滚动角接近0°,实现了最佳的超疏水效果,赋予了复合镀层自清洁防污的性能。通过化学成分表征,确定了所制备薄膜的主要化学成分是低表面能物质十四酸铜,并分析其成膜反应机理。对经镀膜后的Cu-GNS复合镀层进行自清洁防污测试,复合镀层表面没有被所浸液体污染,在经过10次循环试验后复合镀层表面依然没有残留液体,并且保持干燥,表明Cu-GNS复合镀层经薄膜制备后,在实际应用中具有了出色的自清洁防污效果。