铜是人类生产生活中最重要的金属之一,具有优异的导电性、导热性和机械加工性能,但由于铜的力学性能较差,限制了它在更多领域的应用。石墨烯具有卓越的机械性能、良好的导电性能和导热性能,被视为优良的金属基复合材料的增强体。因此,自从2004年石墨烯被发现以来,便在世界范围受到广泛关注和深入研究。石墨烯增强铜基复合材料有望应用于包括电接触材料、电子封装材料等领域,具有诱人的发展前景。但由于石墨烯在铜基体中的分散性能较差,限制了石墨烯/铜基复合材料的制备和生产。本文选择石墨烯作为增强体,采用多种制备工艺制备石墨烯/铜基复合粉体,研究不同工艺对石墨烯在铜基复合材料中分散性的影响。复合粉体被烧结成复合材料,研究各种制备工艺对复合材料结构和性能的影响,并对增强机理进行探索研究。使用低能球磨工艺制备石墨烯/铜基复合粉体,研究不同球磨速率和球磨时间对复合粉体和复合材料结构和性能的影响。结果显示,采用100转/分钟的球磨速度球磨4小时获得的复合粉体中的石墨烯缺陷较少,该复合粉体烧结的复合材料的屈服强度为378MPa,电导率为70.4%IACS。使用分子级混合法(MLM法)和引入高剪切剥离作用的分子级混合法(M-H法)制备出不同体积分数的石墨烯/铜基复合材料。研究结果表明,与MLM法相比,M-H法能有效的减少石墨烯在复合粉体中的团聚,从而获得更好的力学性能。采用M-H法制备的石墨烯体积分数为2.4%的复合材料的压缩屈服强度为501MPa,超过纯铜屈服强度(150MPa)的3倍。采用M-H法制备的石墨烯体积分数为0.6%的复合材料的表观增强系数为322,显示石墨烯作为增强体制备石墨烯增强铜基复合材料具有优异的增强效果。使用石墨粉、亚微米铜粉和纳米铜粉作为基体原料,采用颗粒辅助剥离法制备石墨烯/铜基复合粉体,研究表明,具有合适的表面能和较高粘度的1,3-丁二醇比1,3-丙二醇和乙醇能更有效剥离石墨,是合适的颗粒辅助剥离法制备石墨烯/铜基复合粉体溶剂。石墨烯的厚度主要分布在5-10纳米,说明颗粒辅助剥离法能有效将石墨原料剥离成石墨烯。对颗粒辅助剥离法制备的石墨烯/铜基复合材料的微观形貌进行分析,发现石墨烯存在于亚微米铜晶粒晶界处,这种结构能有效阻碍铜晶粒长大,同时晶界处的石墨烯能有效阻碍晶体内的位错运动,增强复合材料力学性能。部分石墨烯在放电等离子烧结过程中经过溶解-析出机制转化成石墨烯薄膜和碳颗粒,分别出现在晶界和三叉晶界处,这些石墨烯薄膜和碳颗粒与铜基体结合较好。颗粒辅助剥离法制备的石墨烯/铜基复合材料获得了优异的力学性能,体积分数为2.5%的石墨烯/铜基复合材料的压缩屈服强度为494MPa,轧制后的复合材料拉伸强度为388MPa,超过文献报道的同体积分数的碳纳米管增强铜基复合材料。使用石墨颗粒辅助剥离法制备的石墨烯作为增强体,铜颗粒作为基体,使用石墨烯颗粒辅助分散法制备石墨烯/铜基复合材料。对石墨烯/铜复合粉体的结构分析显示,石墨烯包覆在铜颗粒表面,石墨厚度较薄,分散程度较好。石墨烯体积分数为0.42%的石墨烯/铜基复合材料的屈服强度为381MPa,表观增强系数高达367。