石墨烯增强铝基复合材料（Gr/Al复合材料）是目前复合材料的研究热点,针对目前存在的石墨烯在铝基体中分散性差及石墨烯与铝界面结合强度不高的问题,本文通过球磨和真空热压烧结制备了石墨烯增强铝基复合材料,研究了球磨时间和烧结工艺对显微组织和力学性能的影响,通过设计正交试验,确定了复合材料的最佳球磨时间、烧结温度以及保温时间,并根据球体最密堆积原理设计了多粒径铝粉混合模型,研究了不同粒径铝粉混合对Gr的分布和形貌以及Gr/Al复合材料微观组织和力学性能的影响,进一步研究了添加连接剂及不同质量分数石墨烯对复合材料显微组织及力学性能的影响。本论文的主要研究结果如下:（1）对球磨湿磨法制备得到的氧化石墨烯/铝（GO/Al）复合粉体进行研究表明:在球料比为20:1和球磨转速为400 r/min的条件下,球磨时间越长,铝粉变形越明显,GO也愈加分散,球磨4 h时铝粉已由初始粒径为10μm的球状铝粉变形为平均厚度为2.1μm的片层状铝粉,铝粉表面平整。随着球磨时间进一步增加,5 h时铝粉表面发生破损。（2）烧结工艺对Gr/Al复合材料性能影响研究表明:烧结温度对Gr/Al复合材料的力学性能具有显著影响,其中维氏硬度随烧结温度升高而不断提高,当烧结温度为700℃时的复合材料力学性能最好。随着保温时间的延长,维氏硬度也在提高,但是升高趋势不如烧结温度对其影响明显,在保温时间为3h时的复合材料力学性能最好。（3）根据球体最密堆积原理及多粒径颗粒随机紧密堆积密度的测试结果,相较于单一粒径S样品（10μm）,M1样品（1μm:10μm=1:1.5混合）加入小粒径铝粉,增加了原始颗粒界面缺陷,因此强塑性较差。M2样品（10μm:100μm=1:1.5混合）加入大粒径铝粉,容易产生较高的可变形性,随着塑性变形的增加,界面处萌生的裂纹在扩展时会沿变形界面发生偏转,以减少裂纹尖端的局部应力,使扩展路径增加,从而提升材料韧性,相较S试样伸长率提高了31.8%。（4）对化学接枝石墨烯/铝基（Gr/APS/Al）复合材料的性能进行研究表明,硅烷的加入进一步改善了石墨烯的分散效果,且用化学接枝法结合真空热压烧结制备的五种不同石墨烯添加量的复合材料的相对密度都高于96%,当石墨烯的添加量达到0.3 wt.%时,复合材料的维氏硬度最高,为43.6 HV,比纯铝提高了30.1%,此时的屈服强度也最高,为212.85 MPa,相比纯铝提高了43.4%。而后出现性能下降是由于硅烷分子中的硅氧键从不同方向上接枝了过多的石墨烯到铝基体上,出现团聚。