因具有优异的机械和热物理等性能,石墨烯增强铜基复合材料在电子封装和特种导线等领域具有巨大应用前景。目前,有效解决石墨烯在基体中的均匀分散仍是制约复合材料进一步走向工业化应用的关键瓶颈。此外,塑性加工是复合材料成型和应用的常用方法,因此研究塑性变形时复合材料的组织结构与性能具有十分重要理论和工程价值。本文结合原位合成和SPS制备了石墨烯/铜复合材料,系统的研究了轧制和拉拔变形对复合材料组织结构、织构和性能的影响规律。实验首先对比了萘和萘酚两种固态小分子碳源对铜粉生长石墨烯的影响规律。相比于萘,萘酚可以与铜粉表面形成化学吸附,这不仅可以有效阻碍铜粉在高温下的烧结团聚,还可以促进高质量石墨烯的生长。因而,本文采用萘酚作为生长碳源并研究了生长时间对铜粉表面生长石墨烯的影响。研究表明,在800 oC碳化1～20 min所制备的石墨烯sp2碳含量均为80%左右,ID/IG值为0.8～0.9。其中,碳化时间为10 min时石墨烯的sp2碳含量最高(82.6%)和ID/IG值最低(0.85)。通过SPS制备了含量为0.7 vol.%的石墨烯/铜复合材料。研究表明,烧结态复合材料中石墨烯分布随机且尺寸较厚。采用热轧制对烧结态复合材料进行塑性变形。实验首先对比了热轧温度为400 o C,500 o C和600 o C且变形量为80%时复合材料的组织结构。结果发现,500 o C轧制时复合材料中的石墨烯可以被显著薄化。不同轧制比复合材料微观组织研究表明,轧制过程中基体中的石墨烯主要经历断裂、定向排列和薄化三个过程。轧制态复合材料的织构分析表明,500 oC轧制时形成了较强的剪切织构。因此,石墨烯的薄化可能是由热轧制变形过程中石墨烯与基体界面处形成的较强的剪切应变导致。复合材料的拉伸性能研究表明,热轧制可以明显改善烧结态复合材料的拉伸强度和延伸率。随着轧制比的升高,复合材料的拉伸强度和延伸率逐渐升高。烧结态复合材料低强度和延伸率的主要原因是石墨烯厚度较大。热轧制可以促使石墨烯发生薄化以及沿轧制方向的定向排列。经500 o C轧制80%后,石墨烯体积分数为0.4%,0.7%和1.4%复合材料的拉伸强度相比于纯铜基体分别提高了43%,62%和75%。复合材料强化机制分析结果表明,载荷传递强化、细晶强化和热错配强化是复合材料的主要强化机制。此外,轧制态复合材料表现出优异的摩擦学性能和电导率。通过对石墨烯/铜复合粉体进行SPS、热挤压和拉拔变形制备了体积分数为0.3%的石墨烯/铜复合导线。研究了不同拉拔变形量复合材料的组织结构、织构和性能。结果表明,随着拉拔变形量的增加,复合材料TD-ND面晶粒不断细化,基体中再结晶晶粒比例先减小后增加。当变形量为99.7%时,复合材料中再结晶晶粒比例高于60%,这表明大变形量时复合材料发生了动态再结晶;复合材料丝织构从起始态的<100>丝织构转变为较强的<111>和较弱的<100>的丝织构;复合材料的拉伸强度为581.4 MPa,电导率为45.9×10~6 S/m。