石墨烯优异的力学和电学性能使其成为了铜基复合材料增强体的理想选择,本课题基于石墨烯铜基复合材料的优异性能和巨大的应用潜力,采用不同种类的羧酸分子为碳源在复合材料烧结过程中原位制备了石墨烯铜基复合材料。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱仪、力学性能和电学性能设备进行表征,研究了铜粉表面预处理工艺、碳源含量、羧酸分子种类等对石墨烯形貌、复合材料组织结构和性能的影响。研究发现,乙酸作为铜粉的还原剂并不能满足铜粉充分去氧化的需求,乙酸的处理会使铜粉表面的氧化铜向氧化亚铜转变,随着乙酸含量的提高氧化亚铜会进一步向乙酸铜转变。乙酸作为碳源在复合材料烧结过程中虽然并不能有效转化为质量较好的石墨烯,但是随着乙酸用量的增加,碳化获得的石墨烯骨架结构逐渐明显,形貌与三维石墨烯的网状结构类似,孔径尺寸与铜粉粒径相当,证实碳化过程主要发生在铜粉表面。采用甲酸作为铜粉的还原剂可以较为充分的对原始铜粉进行还原并改善铜粉的表面状态,基本不会影响铜粉的粒径,能够有效降低复合材料中的含氧量,提升复合材料整体的导电性能。采用不同种类羧酸分子为碳源成功制备了石墨烯铜基复合材料,以壬酸和月桂酸为碳源的复合材料腐蚀产物Raman测试结果中中出现了典型少层石墨烯的特征峰,说明随着羧酸分子中碳原子个数的增加,羧酸分子排列更加规整更有利于石墨烯的形成。对铜粉进行氢气300℃1h处理可以在不影响铜粉粒径的前提下较为充分的对原始铜粉进行表面活化,铜粉表面更加光滑,催化活性更高,有利于羧酸分子的均匀包覆和复合材料导电性能的提高。以庚酸和壬酸为碳源的复合材料腐蚀产物Raman测试结果中D峰几乎消失,说明优化实验条件后以羧酸为碳源可以原位制备质量较好的石墨烯,从以庚酸为碳源制备的复合材料组织结构中直接观察到了包覆效果较好的石墨烯,石墨烯主要存在于晶界处,可以对铜晶粒进行全面而均匀的包覆。通过优化羧酸包覆铜复合粉体的制备工艺,提高了羧酸分子的包覆均匀性,获得了综合性能较为优异的石墨烯铜基复合材料,以庚酸为碳源制备的复合材料的抗拉强度、断裂延伸率和导电性能分别达到了268Mpa、22.1%、91.2%IACS,复合材料的综合性能较之前有了明显提升。