CuCr(铜铬合金)属于难混溶合金系列,高Cr含量的CuCr合金(CuCr25~CuCr50)既能保持Cu组元高导电和高导热的特性,又能发挥Cr组元的高熔点、高硬度和亲氧性的特点,是中高压断路器和真空开关等首选的触头材料。随着国家电力的发展和触头材料市场需求量的增加,CuCr触头材料也具有了更高的性能要求,因此解决Cr相粗大、Cr相偏析问题以及满足CuCr触头材料高导电和高强度的要求成为了近年来研究的热点和趋势。本论文依据中高压真空开关用电接触材料综合性能的要求,针对CuCr合金中Cr相粗大和Cr相偏析问题,通过混粉和构建Cr@Gr(铬@石墨烯)核壳结构的工艺来添加石墨烯(Gr)作为增强相,采用真空热压烧结和真空电弧熔炼法制备出Gr/CuCr复合材料。通过金相显微镜和扫描电子显微镜分析手段探究了三种化学包覆工艺对构建Cr@Gr核壳结构的影响,研究Gr和Cr@Gr核壳结构对Gr/CuCr复合材料中Cr细化和Cr相偏析的影响;利用透射电镜观察CuCr与Gr的界面;利用金属电导率测试仪、布洛维硬度计和自制的三相交流继电器测试了Gr/CuCr复合材料的导电率、布氏硬度和抗电弧侵蚀性能,并研究Gr对Gr/CuCr复合材料硬度和导电性的影响。采用多巴胺(DA)表面自聚合、KH550(硅烷偶联剂)静电自组装和BSA(牛血清蛋白)静电自组装法制备了Cr@GO核壳结构,确定DA包覆法是最优的包覆工艺,当GO与Cr粉的质量比为3:300时获得包覆完整的Cr@GO核壳结构。对Cr@GO核壳结构还原处理后得到Cr@Gr核壳结构,采用电弧熔炼法制备出Gr/CuCr25复合材料,布氏硬度和电导率分别为104.5和28.5Ms/m,较CuCr25分别提高了6.2%和15.3%。Gr/CuCr25复合材料中Cr相的平均粒径为6.9μm,与CuCr25合金中13.5μm的Cr相粒径比,细化程度达到48.7%。这是由于Cr@Gr核壳结构有效地抑制了Cr核因扩散运动和布朗运动引起的碰撞、凝并和异常长大,避免了Cr相粗大和偏析的问题。基于Cr@Gr核壳结构,采用真空热压法制备Gr/CuCr25复合材料,Cr相的平均尺寸为19.8μm,与CuCr25合金中26.0μm的Cr相平均尺寸比,细化程度达到23.7%。由于Cr@Gr结构有效降低了Cr颗粒在初期混粉过程中的团聚和冷焊现象,对烧结过程中Cr颗粒烧结颈的长大起到阻碍作用,使得Cr相细化。另外Cr@Gr核壳结构有效地提高了Gr的分散程度,避免纳米Gr的团聚行为,减少了Gr/CuCr25复合材料致密度的影响,使Gr/CuCr25复合材料的综合性能提高。热压态Gr/CuCr25复合材料的布氏硬度和电导率分别为122.6和31.2Ms/m,较CuCr25分别提高了6.6%和5.3%。混粉法添加Gr增强相,采用真空电弧熔炼法制备出Gr/CuCr25复合材料。当Gr添加量为0.3wt.%时,Gr/CuCr25复合材料的布氏硬度和电导率为101.4和25.9Ms/m,较CuCr25分别提高了6.2%和13.1%。随着Gr的添加量的增加(0.1wt.%、0.3wt.%、0.5wt.%、0.7wt.%),Cr相平均粒径呈减小的趋势,当Gr添加0.5wt.%时,Cr相平均粒径达到25.9μm。这是由于Gr对Cr核的碰撞和凝并起到了阻碍作用,避免了Cr相的异常长大,从而细化Cr相、减少树枝晶Cr相数量。采用真空热压烧结法制备出Gr/CuCr10复合材料。Gr添加量为0.5wt.%时,Gr/CuCr10的布氏硬度和电导率分别为100.5和38.7Ms/m,较CuCr10分别提高了9.5%和7.0%,其物理性能已经满足CuCr25国家标准的要求。随着Gr添加量从0.1wt.%-0.5wt.%,Cr相的平均尺寸呈现减小的趋势,0.5wt.%Gr/CuCr10复合材料的Cr相平均尺寸达到最小21.7μm。烧结过程中单层或少层Gr对Cr颗粒的团聚起到了有效的界面阻碍作用,并抑制了Cr相在烧结过程中的继续长大,第二相发生显著细化,提高了Gr/CuCr10复合材料的硬度。