石墨烯纳米片（GN）作为一种新型二维碳材料,具有优异的力学以及电化学性能。在铝基体中加入GN以提高复合材料的综合性能是近年铝基复合材料研究的热点。理论上,在铝基体中加入GN能够大幅提高复合材料的性能。但是到目前为止,关于GN在铝基体中易团聚以及GN与铝基体界面润湿性差的问题,仍没有得到有效的解决方法。本研究对GN表面进行化学改性,制备改性石墨烯粉体（GN-CeO₂）,其次通过高能球磨工艺制备Al/GN-CeO₂三元复合粉体,最后通过真空热压烧结工艺制备Al/GN-CeO₂复合材料。首先对制备Al/GN复合粉体及复合材料过程中的工艺参数进行了系统的研究。再利用激光粒度仪,X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）等表征技术对所制备的Al/GN复合粉体及复合材料的形貌、组织进行分析。确定了Al/GN复合材料最佳制备工艺:石墨烯添加量为1wt.%（质量分数）,复合粉体球磨时间为1小时,烧结温度为590℃时。所制得Al/GN复合粉体中GN与铝粉实现均匀复合,热压成型后制得Al/GN复合材料抗拉强度达319.35MPa,拉伸应变达到10.5%;硬度为97.3HV。在相同实验条件下与纯铝材料相比,Al/GN复合材料抗拉强度提高了22.75%,硬度提升了29.6%。而Al/GN复合材料的导电率为30.24%IACS,较纯铝材料下降了3.19%IACS。其次采用化学还原法对石墨烯表面进行改性,主要研究了改性工艺对GN的表面形貌、官能团含量的影响。通过控制化学改性过程中水热还原时间制备不同CeO₂沉积量的GN-CeO₂粉体。经酸化工艺处理后的GN表面官能团和缺陷增多,有利于石墨烯与CeO₂颗粒复合。GN表面CeO₂沉积量随着水热还原时间的延长而逐渐增多。最后制备Al/GN-CeO₂三元复合粉体及复合材料并对其性能进行检测,实验结果表明:在水热还原6小时条件下所制得Al/GN-CeO₂复合材料抗拉强度达314.75MPa,拉伸应变率为12.3%。在相同实验条件下与纯铝材料相比,Al/GN-CeO₂复合材料抗拉强度提高了20.99%,硬度提高了31.2%。Al/GN-CeO₂复合材料的导电率为33.21%IACS,较纯铝材料下降了0.22%IACS。对比可知经化学改性后的GN-CeO₂粉体加入铝基体中有利于铝基复合材料力学性能的提升,又对铝基复合材料的导电率影响影响较小。