铜及铜合金具有优良的导电、导热性能及良好的塑性而被广泛地应用。但是因其表面硬度及抗摩擦磨损能力相对较低,导致在恶劣的工况环境中服役时间大大缩短。石墨烯具有高强度,高热导率,高导电性,所以石墨烯在铜基复合材料中是最佳的增强相材料。搅拌摩擦加工是由搅拌摩擦焊接技术衍生出的材料表面加工工艺,利用搅拌摩擦加工对金属表面一定厚度的表面层进行摩擦搅拌,搅拌区的金属发生三维剧烈的塑性流动,实现固相状态下的剧烈塑性变形。本文采用搅拌摩擦加工技术,在铜基板表面制备石墨烯、Al₂O₃和SiC粉末增强铜复合材料,利用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度,拉伸实验、摩擦磨损实验等检测手段,分析搅拌摩擦区不同区域的微观组织变化、搅拌时金属塑性流动、粉末的偏聚现象、拉伸断口的形貌、抗摩擦磨损能力以及导电性能。研究结果表明,由搅拌摩擦后晶粒组织得到明显的细化,力学性能改善。但在同等工艺条件下,石墨烯在铜合金中搅拌混合较Al₂O₃和SiC粉末充分,铜基石墨烯复合材料从硬度、抗拉强度、抗摩擦磨损能力及导电率各方面均优于其它两种复合材料。所以利用搅拌摩擦加工在铜合金表面制备铜基石墨烯复合材料具有工程实际应用意义,搅拌摩擦制备铜基石墨烯复合材料的研究工作对于深入认识金属基石墨烯复合材料中的科学问题具有理论价值。