随着现代电子学的快速发展,高功率、高效率电力传输的需求正在不断地增加。为了满足电力系统的大范围应用和微电子器件逐步小型化的要求,我们对具有高载流能力的导电材料迫切需求。目前,高载流导体的研究热点主要集中于碳基纳米材料（石墨烯、碳纳米管等）与金属铜复合。这不仅结合了铜金属材料的高导电性、低成本等优势,同时也利用了碳基纳米材料的高电子迁移率、高热稳定性以及高化学稳定性等特点。因此,本论文以高载流的石墨烯/铜复合材料为研究目标,采用天然、绿色无污染的蚕丝制成的丝素蛋白溶液作为碳源,并通过旋凃技术均匀的涂覆于不同形态的铜基金属表面（铜膜、铜丝、铜箔）,利用微波等离子体技术实现碳源的氮掺杂石墨烯化并与铜基金属有效复合。具体的研究内容如下:（1）研究了氮掺杂石墨烯复合不同形态铜金属的制备工艺以及性能表征技术。首先,通过脱胶、溶丝、透析以及离心的制备过程,获得了一定浓度的丝素蛋白溶液;其次,研究了丝蛋白溶液与不同金属基质的复合技术,采用模板法、电子束蒸发和电化学抛光等技术获得了满足性能测试要求的铜膜和铜箔基质,采用旋凃技术实现了丝素蛋白溶液与不同铜基质的复合,利用微波等离子体技术实现了氮掺杂石墨烯/铜复合材料的合成;最后,研究了复合材料的载流密度、温度分布等性能的表征方法,探讨了输入脉冲电流占空比对载流密度的影响,提出了一套可靠的性能表征技术,这将对导体载流测试提供一定价值的参考。（2）研究了氮掺杂石墨烯/铜膜复合材料的微观结构及其电性能。首先,研究了样品尺寸对复合材料载流密度的影响,发现载流密度随着样品长度的增大而降低,随着宽度的增大而升高,随着厚度的增大而下降;其次,通过对比原位铜膜、微波等离子体处理后铜膜、氮掺杂石墨烯/铜膜的载流特性,总结出微波等离子体处理有助于提升铜基质的载流特性,附有氮掺杂石墨烯的铜膜拥有最好的载流特性;最后,通过对比样品的温度分布,总结出微波等离子体处理有助于提升铜基质的耐高温性能,附有氮掺杂石墨烯的铜膜拥有最好的耐高温性能。（3）研究了氮掺杂石墨烯/铜丝复合材料的微观结构及其电性能。首先,研究了不同微波功率对复合材料载流密度的影响,发现载流密度随着微波功率的增大而升高;其次,研究了不同样品尺寸、微波等离子体处理、氮掺杂石墨烯复合对复合材料载流密度的影响,获得了与氮掺杂石墨烯/铜膜复合材料一致的结论;然后,研究了复合材料中氮掺杂石墨烯的质量占比对其载流特性的影响,发现氮掺杂石墨烯在连续性好的前提下,厚度越高,复合材料的载流性能越好;最后,通过对比三种样品表面的温度分布,发现氮掺杂石墨烯/铜丝复合样品具有较好的耐高温性能（681℃）。（4）研究了氮掺杂石墨烯/铜箔复合材料的微观结构及其电性能。首先,本论文对工业生产的铜箔进行电化学抛光处理,通过调控电流密度和抛光时间,找到了最佳的电化学抛光反应条件,即电流密度为2 A/cm~2、抛光时间为90 s,获得了表面粗糙度低至13.5 nm且具有亲水性的铜表面;其次,研究了电化学抛光对氮掺杂石墨烯/铜箔复合导体载流性能的影响,发现经过电化学抛光处理后,样品的载流性能有较大提升;然后,研究了样品尺寸对复合材料载流密度的影响,发现载流密度随着样品长度的增大而降低,与铜膜材料不同,其载流密度随着样品宽度的增大而降低;最后,通过对比高纯铜箔、氮掺杂石墨烯/铜箔的温度分布,发现氮掺杂石墨烯/铜箔拥有更好的耐高温性能。