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龙图腾网获悉华北电力大学申请的专利一种基于石墨烯掺杂的铜基复合材料导热改性设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116030918B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310023541.5，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种基于石墨烯掺杂的铜基复合材料导热改性设计方法是由丛浩熹;周阳;王雨欣;姬振宇;李庆民设计研发完成，并于2023-01-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于石墨烯掺杂的铜基复合材料导热改性设计方法在说明书摘要公布了：本发明是一种基于石墨烯掺杂的铜基复合材料导热性能改性设计方法。该方法具体为：基于现实石墨烯‑铜基复合材料中石墨烯含量和砂浆‑砖块砌体结构参数选取模型参数，通过参数使用软件ATOMSK和LAMMPS建立石墨烯‑铜合金分子模型，基于原子类别选择并修改MEAM、AIREBO、MORSE组合势函数，通过LAMMPS使用最速下降算法对模型进行能量最小化以优化模型结构，使用优化弛豫后的模型计算不同工况，石墨烯含量和分布时仿真中材料的表面温度，比较温度的变化规律以选出导热性能最优的石墨烯质量分数和分布方式。本发明研究了材料在极端条件下表面温度的变化规律，通过仿真预测了材料的导热能力，可为电磁弹射领域耐烧蚀铜导轨的设计与制造提供参考。

本发明授权一种基于石墨烯掺杂的铜基复合材料导热改性设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于石墨烯掺杂的铜基复合材料导热性能改性设计方法，其特征在于模型的建立，势函数的组合与修改，仿真环境变量的设置以及温度分布计算方法，该方法具体包括以下步骤： 步骤一：基于现实石墨烯-铜基复合材料石墨烯含量和砂浆-砖块砌体结构参数选取模型参数，所述模型参数包括模型的铜基底三维边长，石墨烯的形状，位置和质量分数； 步骤二：根据参数通过软件ATOMSK建立纯铜模型，并通过软件LAMMPS在铜模型内部指定位置生成石墨烯并删去重叠铜原子以建立石墨烯-铜合金分子模型，其模型石墨烯质量分数分别为1wt％，0.75wt％，0.5wt％，0.25wt％，石墨烯分布形式有两种，质量分数相同的六层和两层，每片石墨烯间隔 步骤三：根据模拟涉及的原子类别选择铜原子对应的MEAM势函数，碳原子对应的AIREBO势函数，铜碳原子之间关系对应的MORSE势函数，其中根据仿真中石墨烯碳键的表现情况，修改AIREBO势函数的初始截断距离，rcmin_cc从1.7改为2.005，保证分子模拟过程的接近现实情况； 步骤四：通过LAMMPS使用最速下降算法对模型进行能量最小化以优化模型结构，时间间隔设置为1fs，温度为300K，系综为NVT系综，弛豫时间3ps； 步骤五：计算不同工况，不同石墨烯含量，不同石墨烯分布仿真时复合材料的表面温度变化规律，具体为： 第一步通过LAMMPS命令将模型x，y，z方向设置为周期性边界条件，在z方向通过命令region和group将模型基底厚度为的原子组设置为固定层，模拟期间保持固定，厚度为的原子组设为恒温层，模拟期间一直保持300K温度，剩余的原子组成运动层； 第二步在LAMMPS中采用creat_atoms命令，在模型上方处生成一个半径为的铜球，使用velocity命令，使铜球分别以4kms，6kms，8kms的速度沿着z轴方向撞击所建模型基体从而模拟不同工况，撞击结束后继续模拟10ps以保证能量的自由转移； 第三步使用region和group命令将模型基体上方的原子组设置为测温层； 第四步设置撞击模拟在NVE系综下进行，在模拟过程中统计每飞秒各个原子的动能，通过整个原子组的动能计算温度，使用thermo命令输出模拟中测温层原子温度的数据，画出对应的温度变化曲线； 步骤六：比较温度变化规律以选出导热性能最优的石墨烯质量分数和分布方式。

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