泡沫铝作为结构和功能一体化的代表材料,具有优异的力学、电学、热学和磁学等性能,广泛应用于国防、航空航天、轨道交通和能源建筑等领域。但是日益严苛的使役条件亟需研究和开发更高性能的铝基复合泡沫。石墨烯具有优异的力学性能,被认为是铝基复合泡沫理想的增强相。但是传统的复合工艺无法获得在泡沫铝基体内均匀分散的石墨烯,严重限制了石墨烯增强铝基复合泡沫的开发和应用。本文采用三维盐模板结合冷冻干燥和高温还原的方法,在石墨烯表面原位合成均匀分散的铜纳米颗粒（GNSs@Cu）,将其与纯铝粉或铝硅混合粉球磨均匀后,分别通过“填加造孔法”和“粉体发泡法”制备开孔GNSs@Cu/Al复合泡沫和闭孔GNSs@Cu/Al-Si复合泡沫。研究了GNSs@Cu对复合泡沫宏观结构、微观组织、压缩与吸能性能和变形行为的影响。主要结果如下:（1）采用“填加造孔法”制备GNSs@Cu均匀分散的开孔GNSs@Cu/Al复合泡沫,研究了球磨工艺,GNSs@Cu含量和相对密度对开孔复合泡沫压缩与吸能性能的影响。结果表明,随着GNSs@Cu含量的增加,开孔复合泡沫的压缩与吸能性能先提高后降低,通过变速球磨制备的开孔0.75 wt%GNSs@Cu/Al复合泡沫的压缩强度,平台应力和吸能能力,相比于泡沫铝分别提高104.7%,113.7%和115.1%。随着GNSs@Cu含量的增加,相对密度较低的开孔复合泡沫在更宽的压缩应力范围内具有最优的吸能性能。（2）通过“粉体发泡法”制备闭孔GNSs@Cu/Al-Si复合泡沫,研究了GNSs@Cu对闭孔复合泡沫力学性能、宏观结构、微观组织的影响。结果表明,GNSs@Cu有效提高闭孔复合泡沫显微硬度和压缩与吸能性能,闭孔0.4 wt%GNSs@Cu/Al-Si复合泡沫具有最优的压缩强度,平台应力和吸能性能,相比于泡沫铝合金分别提高58.1%,53.8%和51.1%。GNSs@Cu通过改变气孔形核位点和稳定气孔长大两种方式显著改善气孔尺寸、分布和形状,并通过杂质诱导孪晶机制细化共晶硅相。（3）研究泡沫铝（合金）和铝基复合泡沫的变形行为,分析复合泡沫的变形模式和强化作用。结果表明,无论是开孔泡沫铝或闭孔泡沫铝合金,GNSs@Cu均提高了其压缩与吸能性能,但未改变两类泡沫铝原有的宏观变形模式。开孔复合泡沫呈现变形带逐层扩展的变形模式,而闭孔复合泡沫为变形带的传播和剪切变形相互结合的变形模式,充分体现GNSs@Cu优异的增强和增韧作用。