石墨烯纳米片（Graphene Nanoplatelet,GNP）由于具有超高强度和优异的导热、导电性等特性,在与铜（Cu）及其合金复合制备的铜基复合材料（Copper Matrix Composites,CMCs）不仅有望能够保持Cu基体的导电性,同时能够实现GNP和Cu的协同强化作用,从而满足电子工业领域对高强高导材料的性能要求。然而,如何促进GNP的分散以及改善GNP与Cu之间的润湿性是目前研究中面临的主要问题。本文从成分设计和制备工艺两个方面出发,提出通过添加镍（Ni）以改善GNP与Cu之间润湿性差的问题,利用“湿混”工艺改善GNP的分散性,并采用放电等离子烧结（SPS）和热挤压制备出性能优异的GNP-Ni/Cu复合材料。通过对材料的物相组成、显微组织进行表征及致密度、导电性和力学性能进行测试分析,研究制粉工艺参数对GNP分散性的影响以及GNP含量和Ni含量对GNP/Cu复合材料组织和性能的影响。研究结果表明,当添加20 wt.%的无水乙醇,混粉速率为200 rpm、混粉时间为3 h时,由于无水乙醇与GNP之间的范德华力大于GNP片层之间的范德华力,同时磨球的机械剪切力进一步破坏了 GNP片层之间的范德华力,从而使得GNP分散效果良好且其均匀分布于片状Cu粉表面上。当GNP含量为0.2 wt.%时,GNP/Cu复合材料的显微硬度、屈服强度和电导率分别为86 HV、199 MPa和93.38%IACS,与纯Cu相比,显微硬度和屈服强度分别提高21%和34%,而电导率仅下降3.0%。为了改善GNP与Cu之间的润湿性,本文添加了能够提高GNP和Cu界面结合的镍（Ni）元素。当GNP和Ni的含量分别为0.2 wt.%和1.5 wt.%时,GNP-Ni/Cu复合材料的综合性能达到最优匹配,显微硬度、屈服强度和电导率分别为98 HV、222 MPa和42.54%IACS,与纯Cu相比,显微硬度和屈服强度分别提升了 38%和50%,而电导率降低了 55.8%,与0.2GNP/Cu复合材料相比,显微硬度和屈服强度分别提升了 14.0%和11.6%,电导率降低了 54.4%。以上结果表明Ni的添加能够有效地改善GNP和Cu的界面结合,并且使GNP-Ni/Cu复合材料的力学性得到显著提升,但材料的导电性损失较大。为阐明复合材料的强化机理,研究通过SEM、TEM和EBSD等分析方法对试样进行微观组织表征和分析,发现GNP-Ni/Cu复合材料力学性能的提升是以GNP和Ni的载荷传递强化、热失配强化、固溶强化、位错强化和晶粒细化共同作用的结果;其中GNP对GNP-Ni/Cu复合材料的强化作用主要是以载荷传递强化和热失配强化为主,Ni对GNP-Ni/Cu复合材料的强化作用主要是以固溶强化作用为主,本文为制备高强高导的CMCs提供了理论依据和实验参考。