随着运载工具、特种装备、航空航天等高科技行业的迅猛发展,对材料的要求越来越高,复合材料的研究也是日渐重要。石墨烯具有低密度、高力学性能、高导热性以及低热膨胀等优异性能,自发现以来,石墨烯复合材料迅速成为材料领域研究的热点。在石墨烯金属复合材料的制备技术中,石墨烯的分散性,与基体的结合界面,以及石墨烯在制备过程中能否保持其初始结构特性成为了主要的复合技术难点。本研究采用“零添加”分子级混合法制备石墨烯/铜复合粉末。以氧化石墨烯和乙酸铜分别作为碳源和铜源,通过分子级混合和喷雾干燥制备前驱体粉末,然后利用原位共生原理在氢气环境下热分解还原获得石墨烯/铜复合粉末。使用Zeta电位、激光粒度、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段对前驱体和石墨烯/铜复合粉末进行了形貌和结构表征,系统分析了前驱体和石墨烯/铜复合粉末的微观形貌结构。结果表明:前驱体的结构和热分解还原原位共生条件是制备石墨烯/铜复合粉末的关键因素,对石墨烯/铜复合粉末的形貌和结构有显著的影响。在前驱体复合粉末形成过程中,分子级混合使铜源和碳源发生化学键结合,有较强的结合力;喷雾干燥将前驱体中碳源和铜源的偏析或团聚控制到粒径小于5μm的颗粒内,使复合粉末具有均匀的成分分布;通过还原共生前驱体转化为石墨烯/铜复合粉末,石墨烯片与铜颗粒呈现紧密交织的混合形态。石墨烯/铜复合粉末中石墨烯的还原程度高达87%,还原温度升高会使还原程度有所降低;石墨烯/铜复合粉末的粒径分布在10μm左右,过快的升温速率和惰性气体保护会使其增大,不利于石墨烯的均匀分布。本文还系统研究了不同石墨烯添加量对石墨烯/铜复合粉末的形貌与结构的影响。石墨烯与铜颗粒呈现两种结合方式:石墨烯含量较少时,石墨烯片与铜颗粒相互穿插;石墨烯含量较多时,石墨烯与铜相互交织为主。石墨烯对石墨烯/铜复合粉末的结合作用表现为分散和团聚两种,石墨烯含量较少,分散作用占主导,石墨烯含量增加到1%以后,分散作用减小,粘结团聚的作用更加明显。