近年来,随着中国经济的高速增长,物联网和云计算的迅速发展,我们迎来了全球信息化的新潮流。随之在电子封装的应用领域内,对于芯片的功率的要求也逐渐加大,因此为了适应电子封装的使用需求,封装材料的导热性能和力学性能标准也随之提高。而单一的传统金属材料,已经难以满足大功率芯片的封装要求,由此,研究人员们开始通过添加某种增强体,来使所得到的复合材料,在尽量保留铜金属优良性能的同时,尽可能改善材料的力学性能。目前有人通过添加金刚石作为增强体来改善其性能,虽然在导电、导热等性能方面有显著提高,但由于金刚石硬度较大,无法进行机械加工,限制了其的广泛应用。因此,本文以具有高导电、高导热、优异力学性能的二维碳材料石墨烯作为增强体,以纯铜金属作为基体,利用球磨工艺、放电等离子烧结工艺、轧制优化工艺制备出满足项目热力学、电学、力学性能要求的GNPs/Cu复合材料。本文首先研究了复合粉体的制备工艺。首先对原始铜粉进行片状化球磨处理,最终确定当球磨转速为300r/min、球料比10:1、助磨剂比为2:1（无水乙醇）、球磨时间为2h时,铜粉球磨片状化效果最好,铜粉粒径范围由1～3μm增大至15～50μm,平均粒径大小为35.31μm,厚度为50～500nm;而后将石墨烯与得到的铜片进行混合球磨处理,经研究当球磨转速为200r/min,球磨时间为2h,以无水乙醇作为助磨剂时,得到的复合粉体没有氧化现象且石墨烯分散的较为均匀。进而研究了复合材料的制备工艺,探究SPS烧结的工艺参数对制备的复合材料密度、致密度、电导率、热导率、硬度等性能的影响规律。经研究当烧结温度为1020℃、烧结压力为40MPa、烧结时间为10min、脉冲电流为2/1/10时,制备的复合材料表面光滑无明显缺陷,密度高为8.58g/cm3、致密度可达97.2%、热导率为379.8J/（m·℃）、电导率为83.7IACS%、维氏硬度为87.3HV。随后对复合材料内石墨烯在轧制变形过程中的演变规律进行了系统的研究。对实验数据进行分析,经研究:1、随着轧制温度的提高,石墨烯层数减薄效果逐渐减低,缺陷数量也随之减少,当轧制温度为20℃时,石墨烯减薄至1层左右,当轧制温度为700℃时,石墨烯层数在2～5层之间;2、随着轧制压下量的增大,石墨烯的减薄效果提高,当轧制压下量为3%时,复合材料中的石墨烯层数约为5层,当轧制压下量为10%时,复合材料中的石墨烯层数约为2层;3、随着轧制总变形量的增大,石墨烯层数也在不断减小,从原始复合材料的10层左右,减薄至2～5层之间。最后对轧制优化后的复合材料进行导热、导电及力学性能的研究。得到结论:1、随着轧制温度的提高,复合材料的硬度提升程度越小,但同时复合材料的导电率改善程度较大,当轧制温度为20℃时,复合材料的硬度最大可以达到132.4HV,较原始复合材料提升了51.7%,导电率增大至89.7IACS%,提升了7.2%;当轧制温度为700℃时,复合材料的硬度提高到113.8HV,较原始复合材料提升了30.4%,导电率有较大提升增大至95.2IACS%,提升了13.7%;2、随着轧制压下量的增大,得到复合材料的硬度最大值从103.2HV增长到126.6HV;但当轧制压下量为5%时,复合材料的导电率较为良好,增大至95.2IACS%;3、当轧制温度为700℃时,在压下量为80%时,性能最好,硬度及导电率都达到最大值分别为分别为113.8HV和95.2IACS%。